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精密機械加工方式是通過不同的刀具與工件相對運動,實現(xiàn)材料的高精度去除或成型,根據(jù)加工原理和應(yīng)用場景可分為以下幾類:
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一、切削加工(基礎(chǔ)的精密加工方式)
通過刀具對工件進行切削,去除多余材料,獲得所需形狀和精度,適合金屬、塑料等材料。
車削加工
原理:工件旋轉(zhuǎn)(主運動),刀具沿軸向或徑向移動(進給運動),切削工件外圓、端面、內(nèi)孔等。
適用范圍:軸類、盤類零件(如電機軸、軸承套圈),可加工外圓、內(nèi)孔、螺紋、錐面等。
精度:尺寸公差可達 IT6-IT8 級,表面粗糙度 Ra0.8-1.6μm;精密車床可實現(xiàn) IT5 級,Ra0.1-0.4μm。
銑削加工
原理:刀具旋轉(zhuǎn)(主運動),工件或刀具移動(進給運動),通過銑刀的多刀刃切削平面、溝槽、曲面等。
分類:
平面銑削:加工平面(如零件的上下表面);
輪廓銑削:加工復(fù)雜形狀(如齒輪齒形、異形槽);
三軸 / 五軸聯(lián)動銑削:加工三維曲面(如模具型腔、葉輪葉片)。
精度:尺寸公差 IT7-IT9 級,表面粗糙度 Ra1.6-3.2μm;精密銑削可達 IT6 級,Ra0.4-0.8μm。
磨削加工
原理:用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪(磨粒)對工件表面進行微量切削,適合硬度較高的材料(如淬火鋼、硬質(zhì)合金)。
分類:
外圓磨削:加工軸類零件外圓;
平面磨削:加工平板、模具模板的平面;
無心磨削:加工圓柱類零件(如軸承滾子),無需固定工件中心;
坐標磨削:高精度孔系、成型面加工(如精密模具導(dǎo)柱孔)。
精度:尺寸公差 IT5-IT7 級,表面粗糙度 Ra0.02-0.8μm,可控制形位誤差(如平面度≤0.001mm/100mm)。
鏜削加工
原理:刀具旋轉(zhuǎn)(或工件旋轉(zhuǎn)),刀具軸向移動,對已有孔進行擴大或精密加工,提高孔的尺寸精度和圓度。
適用范圍:箱體類零件的孔系(如發(fā)動機缸體、機床主軸箱),可保證孔的同軸度、垂直度。
精度:尺寸公差 IT6-IT8 級,表面粗糙度 Ra0.8-1.6μm。
鉆削與鉸削
鉆削:用鉆頭在工件上加工孔(從無到有),精度較低(IT10-IT12 級),需配合后續(xù)加工;
鉸削:用鉸刀對已加工的孔進行精加工,提高尺寸精度和表面質(zhì)量,公差可達 IT6-IT7 級,Ra0.4-1.6μm,適合中小直徑孔(≤50mm)。
二、特種加工(針對難切削材料或復(fù)雜形狀)
不依賴傳統(tǒng)刀具切削,通過電、熱、光等能量實現(xiàn)材料去除,適合高硬度、高韌性材料(如陶瓷、硬質(zhì)合金)或復(fù)雜細微結(jié)構(gòu)。
電火花加工(EDM)
原理:在絕緣液體中,工具電極與工件之間產(chǎn)生脈沖放電,利用高溫熔化 / 氣化工件材料,實現(xiàn) “以電代刀”。
分類:
電火花成形加工:加工模具型腔、異形孔(如沖模、注塑模);
電火花線切割(WEDM):用金屬絲(鉬絲、銅絲)作為電極,切割復(fù)雜輪廓(如精密齒輪、異形零件)。
精度:尺寸公差 ±0.001-0.01mm,表面粗糙度 Ra0.1-1.6μm,適合加工淬火鋼、硬質(zhì)合金等。
電解加工
原理:利用電解反應(yīng)(陽極溶解),工件接正極,工具接負極,在電解液中通過離子遷移去除工件材料。
特點:無機械應(yīng)力、無刀具磨損,適合加工復(fù)雜曲面(如汽輪機葉片)和高硬度材料。
精度:尺寸公差 IT7-IT9 級,表面粗糙度 Ra0.2-0.8μm。
激光加工
原理:高能量激光束聚焦于工件表面,瞬間熔化 / 氣化材料,實現(xiàn)切割、打孔、雕刻等。
適用場景:精密小孔(直徑 0.01-0.1mm)、微槽加工(如電子元件引線孔),或脆性材料(玻璃、陶瓷)切割。
精度:定位精度可達 ±0.001mm,切口光滑,熱影響區(qū)小。
三、精密成型加工(少量材料去除,側(cè)重形狀保持)
通過模具或工具對工件進行擠壓、軋制等,實現(xiàn)高精度成型,適合批量生產(chǎn)。
滾壓加工
原理:用硬質(zhì)滾輪在工件表面施加壓力,使表層材料產(chǎn)生塑性變形,修正表面粗糙度并提高硬度。
適用:軸類零件外圓、孔內(nèi)壁的精密光整(如液壓油缸內(nèi)壁),表面粗糙度可從 Ra1.6μm 降至 Ra0.02μm。
珩磨加工
原理:用珩磨頭(含磨條)在孔內(nèi)作旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運動,對孔進行精整加工,去除微量材料。
特點:可提高孔的圓度、圓柱度,適合發(fā)動機缸套、液壓閥孔等,精度可達 IT5 級,Ra0.02-0.2μm。
研磨與拋光
研磨:用研磨劑(磨粒 + 研磨液)在工件與研具之間摩擦,去除微米級材料,適合平面、球面等(如量塊、鏡片),精度可達 0.1μm 級;
拋光:用軟質(zhì)磨具(如羊毛輪)或化學(xué)試劑,進一步降低表面粗糙度(Ra≤0.01μm),獲得鏡面效果。
四、數(shù)控加工(自動化精密加工的核心)
上述加工方式結(jié)合數(shù)控技術(shù)(CNC) 后,形成高精度自動化加工,如:
CNC 車床 / 銑床:通過程序控制刀具軌跡,實現(xiàn)復(fù)雜零件的批量精密加工;
五軸加工中心:多軸聯(lián)動可加工復(fù)雜曲面(如航空發(fā)動機葉片),定位精度可達 ±0.0005mm;
精密數(shù)控磨床:結(jié)合在線測量與補償,實現(xiàn)納米級精度(如半導(dǎo)體行業(yè)的硅片磨削)。