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浅谈常见传统金属切削过程

金属切削在生产和制造中有多种形式,例如:锯、剪切,冲裁的传统方法,以及激光、超声波、电化学、高压水流等特殊方法。

其中常见的方式为:钻孔、攻丝、车削、铣削和拉削。

各种加工方式各有特点,需要根据实际情况来选取不同的切削液。

金属加工的常见方法有:钻孔、攻丝、车削、铣削和拉削。

金属切削在生产和制造中有多种形式,例如:锯、剪切,冲裁的传统方法,以及激光、超声波、电化学、高压水流等特殊方法。

这里主要介绍常用的4种方式:

1.钻削--钻孔,攻丝

2.车削

3.铣削

4.拉削

钻削主要分为钻孔和攻丝两个步骤,是通过钻头的旋转运动的加工方式。

钻孔工艺使用具有螺旋形沟槽的刀具,它带有对称分布的切削刃,切削刃呈锥形,称为钻尖。钻孔通过钻头的旋转运动去除工件,切屑通过螺旋槽排出。

钻头示意图

钻孔的下一步工艺为攻丝,是用刀具--丝锥切削或挤压加工的切削方式,通过除去前道钻孔工序孔壁上的材料,来形成螺纹。

1.切削攻丝

切削丝锥通过切除金属形成螺纹,加工过程中会产生切屑。

2.挤压攻丝

挤压丝锥通过向旁边挤压金属形成螺纹,加工过程中不产生切屑。

因为该工艺加工过程中摩擦更多,因此需要使用润滑性能更高的切削液。

钻孔与攻丝视频

车削是固定的刀具沿着旋转的工件的轴向运动的加工方式

车削加工时,固定的刀具沿着旋转的工件的轴向运动,采用不同的刀具形状、角度和路径,几乎可以加工出任何形状的工件。车刀可以在轴的外部工作,也可以在管状零件的内部工作。

车削视频

铣削是铣刀旋转并沿着工件表面移动的加工方式

铣削是采用多齿刀具的加工工艺。与车削不同的是,铣削时,工件不动,铣刀旋转并沿着工件表面移动,用铣刀的端面齿加工平面;或者用铣刀的圆周齿加工型面或沟槽。

铣削与车削虽然类似,但有本质的区别。

铣削是一种间歇式的加工方式,铣刀的每个齿接触工件的时间很短,因此容易产生热疲劳,导致刀具破损。

微量润滑特别适合铣削加工,可以避免切削液对刀具造成的淬火效果和高压冲击危害。

铣削视频

除开端面铣削,成型铣削又分为顺铣和逆铣。

示意图

顺铣因为可以计算每齿的进给量,规避加工硬化对刀具前刀面的磨损(逆铣加工的缺点),刀具寿命更长,故现代的铣削加工基本是以顺铣加工为主。

拉削是拉刀沿着工件表面移动的加工方式

拉削与铣削类似,只是把齿都展平了。相对于铣削,拉削一次的行程就可以去除全部的切削余量。

与其他上述加工方式相比,拉削加工速度慢,要求润滑性更好的润滑油。

示意图

拉削视频

不同的加工过程,切屑厚度、加工速度、加工余量不同

车削:切屑通常是连续的,并且切屑的厚度是一定的,切削速度为中等到快速。

铣削:加工是间歇的,切屑的厚度会发生变化,切削速度从中等到快速。

钻孔:切屑通常是连续的,但切削速度会发生变化。

攻丝:切削通常是连续的,切削速度为慢速到中速。

拉削:切屑通常是连续的,每个齿的切削厚度是一定的,拉削速度比较低。

一般来说,慢速加工工艺用油性切削液,快速加工工艺用水溶性切削液

通常,慢速加工工艺(拉削、攻丝、铰孔)都要求切削液有更好的润滑性能;快速加工工艺(车削、铣削)则要求更好的冷却性能。

低速加工时,切削液帮助刀具和加工表面摩擦最小化,减少积削瘤的聚集,因此需要良好的润滑性。

高速加工时,刀具前端的压力波减小,从而摩擦减少,积削瘤消失。因此,冷却性好的切削液更为合适。

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