车削、铣削和钻孔：关键加工工艺说明

发布者：技术传播团队 · 2024年8月23日

什么是机械加工？

在之前的博客中，我们重点讨论了 3D 打印（也称为增材制造）的未来。增材制造需要将材料层层堆叠以形成 3D 物体。机械加工是生产同一物体的另一种方法。不是添加材料，而是去除材料来达到所需的形状。您可以说 3D 打印就像砌砖，而机械加工就像雕刻。

在加工过程中，多项操作按计划顺序进行，以达到最佳效果。我们涵盖三种最常见的操作，包括车削、钻孔和铣削。机械加工是一种非常常见且用途广泛的制造工艺。因此，可以使用这三种方法加工各种类型的材料。金属、塑料、复合材料和木材都是可能的工件材料。

目录：

机械加工

什么是转向？

什么是钻孔？

什么是铣削？

加工创新

机床类型

单点工具-

• 车削工艺：这种类型的刀具旋转工件，同时切削刀具进行线性运动。此过程可以手动或自动完成

多点工具-

• 钻孔工艺：刀具在工件上创建或细化圆孔。这通常是通过具有两个或四个螺旋切削刃的旋转工具来完成的
• 铣削工艺：这种类型的刀具通过旋转切削刀具从工件上去除材料来创建设计

单点工具与多点工具

所需材料的形式将决定您完成工作所需的工具类型。切削刀具的两种基本类型是单点刀具和多点刀具。使用单点刀具进行车削、镗削和刨削。使用多点刀具进行铣削和钻孔。为了保证质量，必须正确使用和维护切削工具。不幸的是，机械和工具的适当维护成本可能会很高。

工具有多种材料可供选择。最常见的是硬质合金和高速钢。您可以选择使用高速钢 (HSS) 进行通用铣削。但是，选择硬质合金来加工更坚韧和更硬的工具钢。 

切削速度、进给率、深度

切削速度、进给量和切削深度都是加工时需要考虑的参数。工件材料、刀具材料和尺寸都会影响这些参数。切削速度是指切削刀具切入工件材料的速度。它以每分钟表面英尺数来测量。切削进给是指工件沿其轴线向切削刀具移动的速度。它以英寸每分钟为单位测量。

速度和进给计算器

车削速度和进给计算器

钻孔速度和进给计算器

铣削速度和进给计算器

与艺术雕刻一样，工件首先要经过一次或多次粗切。他们的目的是尽可能接近最终的形状和尺寸。粗加工阶段后，进行精加工以获得最终尺寸、公差和表面光洁度。精加工切削通常以低进给量和低深度进行。在两个切削阶段使用切削液可以冷却和润滑切削刀具。

机器车削

车削涉及工件旋转，同时切削刀具以线性运动移动。这导致圆柱形。车床是所有车削加工的首选机器。

与大多数加工操作一样，车削可以手动或自动完成。手动转动的缺点是需要持续的监督。自动转向则不然。通过计算机数控（CNC），您可以将所有运动、速度和工具更换编程到计算机中。然后这些指令被发送到车床完成。 CNC 可实现高生产运行的一致性和效率。

车削中使用的单点切削刀具有多种形状。它们被放置在不同的角度以获得不同的结果。

 车削速度和进给计算器

机器钻孔

 钻孔在工件上形成圆孔。钻床或攻丝机设计用于钻孔，但也可以使用铣床执行此过程。切屑是加工工件时产生的废金属碎片。钻头的形状有助于切屑从工件上脱落，保持工件上没有碎屑。

将钻头垂直于工件放置可减少漂移或脱离。为了获得更高的精度，通常在钻孔之前添加中心钻操作。一些钻孔作业需要有角度钻孔。角度钻孔需要特殊的工件夹持工具。其他选项包括：在手动机床上旋转头部或在 CNC 机床上使用多轴。 

防止漂移的方法包括：

• 铸造/模制/锻造标记
• 中心冲孔
• 点钻/中心钻
• 锪孔

与车削操作一样，针对特定的钻孔操作存在不同的钻头。以下是一些特殊钻头及其具体用途。

• 定心钻头 - 用于创建浅孔或导向孔的短钻头。如果在这些浅孔中使用较长的钻头，它可能会出现漂移的趋势。
• 啄式钻孔 - 频繁缩回钻头有助于清除工件上的切屑并防止漂移。
• 螺丝机钻头 - 这些钻头很短，可以打出笔直且精确的孔，无需事先定位。
• 卡盘铰刀 - 用于将先前钻孔扩大到非常精确的直径。

钻孔速度和进给计算器

铣削过程

铣削操作涉及使用多点旋转刀具从工件上去除材料。

铣削加工主要有两种类型：面铣削和圆周铣削。面铣削在工件和平底型腔中切削出平坦的表面。进给可以是水平的或垂直的。周边铣削可切削深槽、螺纹和齿轮齿。

工件可以通过两种方式送入切削刀具。传统铣削涉及逆着刀具旋转进给工件。这是手动铣床的推荐方法。另一方面，顺铣沿与刀具旋转相同的方向进给工件。这是数控铣削的首选方法。

铣削最好作为已加工工件的二次加工。它有助于定义特征并充当“饰面外套”。使用铣削作为辅助工序来添加孔、槽、型腔和轮廓等特征。

铣削速度和进给计算器

加工创新

加工完美光滑、精确、功能齐全的工件需要做很多工作。它需要高度关注细节和经验。车削、钻孔和铣削只是最常见的加工工艺中的几种。它们已经存在很多很多年了。幸运的是，随着CNC的发展，机械加工有了很大的提高。虽然传统机械加工在制造业中仍然有其用途，但数控机械加工处于领先地位。它有助于促进大规模生产的一致性和效率。如果您有兴趣了解最新的创新和新闻，American Machinist 是一个很好的资源。

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