5 制造中金属的切割工艺

切割工艺一直是制造业不可或缺的一部分，但许多人不知道切割金属的方法多种多样，每种工艺都有不同的能力、局限性和相关成本。虽然一些方法早在 1800 年代中期就已经存在，但其他方法相对较新。在这篇文章中，我们将分解使制造业能够切割金属的五个过程。

#1芯片成型

芯片成型是一种金属切削工艺，它使用锯、铣、钻和车削等机械手段。这种方法由 Kivima 和 Franz 在 1950 年代首创。这种金属切削过程通常以三向模型来描述，这种模型在机床设计行业中广为人知。在这些方法中，材料以较小的“碎片”逐渐从工件上去除。在切屑形成的保护伞下，有各种利用该工艺去除多余材料的操作，下面是其中一些的简要概述。

• 铣削 ：旋转刀具去除材料的操作。
• 优点：多轴能力，可以在各种规模的项目中完成。
• 缺点：价格高，操作人员要求高
• 钻孔 :钻头通过快速旋转去除材料的操作。
• 优点：入口边锋利
• 缺点：会产生毛刺，并会通过应力改变材料的机械性能。
• 转弯 ：在工件旋转时使用非旋转刀头“切削”多余材料的操作。
• 优点：可手动或自动完成，收集筹码方便
• 缺点：经常出现偏斜，影响尺寸和粗糙度。

#2 剪裁

剪切是一种通常被称为模切的过程，起源于 1800 年代中期，当时正在寻找一种为鞋业切割皮革的方法。现在，该工艺用于各种不同的材料，是一种无需碎裂或加热即可切割金属的方法。此过程使用移动刀片推动固定工件。在剪切过程中，有各种操作。下面我们重点介绍了最受欢迎的两个。

• 打孔： 一种使用冲床迫使工具穿过原材料以形成孔并刮掉多余材料的操作。
  • 优点：简单切割和快速操作的成本效益流程
  • 缺点：对于复杂的切割来说不是最佳选择，而且模具费用会迅速增加。
    
• 冲压： 一种通过使用机器使不需要的材料变形并产生不同形状来切割金属的操作。
  • 优点：自动化程度高，减少一些二次成本。
  • 缺点：定制冲压模具价格高，生产过程中不能进行改动。
    

#3 磨料去除

磨料切割方法包括磨削、研磨和水射流切割等操作。这些切割方法都通过侵蚀去除多余的材料。这些操作比 EDM 和激光等热处理工艺快得多，提供更好的边缘质量，并且通常为制造商节省一定的成本。磨料去除按以下各种操作分类。

• 研磨 ：在磨削操作中，砂轮用作主要切削工具。在磨削中，还有更具体和个性化的操作，例如缓进给磨削、循环磨削和平面磨削。
• 优点：高度精确的尺寸，可以创建光滑的表面，并且可以在对材料施加的压力较小的情况下完成。
• 缺点：不允许去除大量材料。
  
• 研磨： 在研磨中，两个表面被摩擦在一起，研磨材料位于它们之间。这种运动可以用手或使用机器来完成。
• 优点：可以保持严格的公差，非常适合创建均匀平坦的表面。
• 缺点：削减缓慢的流程和费用会很快加起来，从而导致更高的价格点。
  
• 水刀切割： 在水刀切割操作中，大型机器使用高压水和磨料石榴石的混合物来切割各种材料。
• 优势：冷切削工艺、无热损伤/变形、卓越的边缘质量、无需精加工工艺、大量兼容的材料类型和厚度，以及可以保持极其严格的公差。
• 缺点：价格适中
  

#4 热度

热金属切割包括等离子切割和激光切割等操作。这两个过程都使用热的高功率光来切除多余的材料。起源于 1960 年代的激光切割和 1957 年推出的等离子切割长期以来一直是最著名的金属切割方法。尽管这两种操作都是被广泛接受的切割方法，但它们确实会产生热损伤、严重变形，并且需要一些精加工工艺。激光和等离子切割操作的特点如下。

• 激光切割： 该技术使用激光蒸发并去除多余的材料。虽然激光过去主要用于制造，但现在已用于各个行业。
• 优点：可以处理复杂的切割，精度高。
• 缺点：材料类型限制、材料厚度限制、需要边缘清理和高热量输入。
  
• 等离子切割： 一种类似于激光切割的操作，但使用加速的热等离子体射流来切割导电材料。
• 优点：价格低、切割速度快、使用方便。
• 缺点：材料类型限制、材料厚度限制、需要边缘清理和高热量输入。
  

#5 电化学

电化学切割方法包括诸如放电加工 (EDM)、蚀刻和电化学加工 (ECM) 等工艺。这些操作通过电和化学反应进行切割。

• EDM： 一种制造过程，其中切割是由电荷（火花）产生的。正是由于这个原因，电火花加工有时被称为火花加工、火花腐蚀或线材燃烧。
• 优点：可以保持严格的公差，非常适合创建均匀平坦的表面。
• 缺点：高热量输入、一些热损伤和边缘清理/修整过程经常需要。
  

当今有如此多的工艺和操作可供制造商选择用于切割金属。虽然每一种都有其优点和缺点，但没有一种万能的。行业专业人士通常在对项目进行彻底调查后决定实施的操作。

那么什么样的流程适合您的下一个项目呢？

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