过渡到 CNC 金属切削中的小零件

一位机械师如何从大做起

25 年前，当我开始成为一名机械师时，这与我们今天在 CNC 金属切削服务中看到的情况截然不同，零件（和工具）越来越小，要求也越来越高。即使在 10 年前，如果有人问我是否会做微加工，我会说“绝对不会！它太小了，太挑剔了，太让人头疼了。”但后来我来到 Metal Cutting Corporation 工作，我的生活——以及我对精密加工服务的看法——发生了巨大变化。

我在这里，享受我生命中的美好时光，热爱顶级 CNC 金属切削公司的微加工所带来的挑战。那么，当我从加工 6 英寸（182.88 厘米）长的零件过渡到在通常生产 6 毫米（0.236 英寸）甚至更短零件的车间工作时，有什么不同呢？

更严格的公差和更具挑战性的去毛刺

在 Metal Cutting，我们制造的 99% 的零件都非常小，以至于我们必须在显微镜或放大镜下检查它们，以确保某些特征在客户要求的公差范围内、看起来不错并且没有毛刺。通常，在制造小零件时，公差要小得多，由于难以接近零件的微小特征，去毛刺更具挑战性。直径几乎和头发一样小的零件如何去毛刺？

在这个微观世界中，在从切割大型零件过渡到切割非常小的零件时，实现严格的公差和去毛刺似乎是最大的挑战。然而，在金属切削车间，我很快了解到我们有自己的“秘密”，使我们能够保持非常严格的公差，并使去毛刺比我想象的更容易，来自大型零件的世界。

此外，我亲眼目睹了在进行小型零件与大型零件的 CNC 金属切削时，所使用的材料存在根本差异；用于完成非常精确的任务的令人眼花缭乱的工具选择；生产非常小的零件时使用的速度和进给量的巨大差异；甚至冷却剂使用方式的差异。

更具挑战性的材料

当我 25 年前开始加工时，我通常使用 303 和 304 不锈钢、黄铜和铝等基本材料。随着时间的推移，CNC 金属切削车间开发了专业和利基市场，这使我能够了解其他材料并使用更多“异国情调”的金属。

此外，CNC 金属切削工艺通常使用非常不同的材料进行微加工。例如，虽然镍钛可用于制造小零件，例如医疗夹，但这种材料不能制成较大的尺寸来制造大零件，例如机器主轴。因此，当我在 2009 年来到金属切削领域时，我必须了解全新的金属选择，包括高温合金和其他极难加工的材料。当我开始使用钨和钼时，我认为我永远无法将它们加工成令我满意的。

幸运的是，互联网曾经是——现在仍然是——一个有用的资源，它为我在微加工领域探索新材料和不同的做事方式提供了指导。例如，Practical Machinist 网站提供了全面的论坛和讨论主题，您可以在其中与其他有经验的机械师进行比较和学习。另一个很好的来源是 CNCzone.com 论坛，来自专业人士和业余爱好者的网站。杂志的公告板系统Home Shop Machinist 和机械师工作室 是用于简单项目的巧妙 DIY 资源；我们甚至用它来补充我们商店学徒的培训。

数控金属切削中令人眼花缭乱的刀具选择

随着我更多地了解用于非常小零件的 CNC 金属切削服务中使用的要求更高的材料，我也开始欣赏可以使用这些材料并在不断裂的情况下达到预期结果的工具的选择。同样，当我开始从事金属切削并开始加工直径只有头发丝的零件时，我对能够进行如此精确工作的工具以及设计它们的工程师感到敬畏。您会认为如此小的东西会以我们需要操作的速度和进给速度来破坏，以便处理生产数千个小零件的芯片负载。

如今，CNC 金属切削公司拥有刀具的额外优势，如果使用得当，它们会更坚固、更耐用、更精确。有些甚至不需要冷却液，而且许多都具有不同的涂层。事实上，现在工具的可用性几乎是无限的。如果你能想象一个特定的任务，那么有人可能已经制作了一个可以完成它的工具。

更快的速度和进给

使用 CNC 金属切削生产非常小的零件时，速度和进给量通常存在很大差异。当我第一次开始加工时，我通常使用的最高速度是 2,000 RPM； 10,000 RPM 超出了我最疯狂的梦想。当我来到金属切削领域时，我做的第一份工作需要 15,000 RPM 才能在零件上打一个小孔，令我惊讶的是，它完美地完成了。今天，在执行诸如切割直径为 0.013 英寸（0.3302 毫米）的孔之类的任务时，我可能会经常以 24,000 RPM 的速度操作机器。

一般来说，速度取决于所使用的工具和工具制造商的指导方针；工具越小，RPM 通常就越快。每个制造商都提供了计算推荐速度和每分钟表面光洁度 (SFM) 的公式。进给量取决于工具和制造商，以及被切割的材料和存在的任何类型的涂层。

注意制造商关于最小和最大速度和进给的指南有助于延长刀具寿命并确保您获得良好的结果。我敢肯定，和我一样，99% 的机械师会说他们起步缓慢并根据需要进行调整以达到预期的结果，同时努力保持在制造商的参数范围内。

尖端的冷却液输送

早在我开始加工时，CNC 金属切削工艺几乎都使用溢流冷却，其中工具和零件都被冷却液淹没。今天，99% 的车间使用主轴中心冷却，它允许冷却液直接输送到切削刃并将切屑吹出该区域，以帮助防止刀具升温和堆积会使刃口变钝的材料甚至导致工具损坏。

无论您使用的是车刀、钻头、立铣刀还是镗杆，确保正确排出切屑至关重要；当您制造成千上万个零件时尤其如此，就像我们在金属切削中所做的那样。此外，与大型零件不同，小零件上的切口可能更加困难。然而，我们的高压冷却液输送有助于确保我们不会出现切屑堆积或刀具破损的问题；此外，它还帮助我们在我们生产的零件上实现漂亮的表面光洁度。

与速度和进给一样，遵循刀具制造商关于在 CNC 金属切削过程中使用哪种类型的冷却剂的建议很重要；这样做有助于避免破损、优化刀具寿命并节省成本。在金属切削，我们通常使用水溶性冷却剂或油，这取决于刀具指南以及被切削的材料和机械师的偏好。

学习永无止境

曾经我在进行 CNC 金属切削时零件的公差从 0.020" (0.508 mm) 到 0.001" (0.0254 mm)毫米），具有 0.00050 英寸（0.0127 毫米）TIR。实现这一转变需要培养新技能并探索不同的做事方式。

我发现今天仍然如此，当我继续提高我的技能并努力在每个项目中进一步完善 CNC 金属切削工艺时。即使重复工作，我发现我总能做出改进——例如，加快进给或主轴、使用不同的冷却剂或调整其他变量以提高生产力、加快周转时间并提高成本效益。

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