什么是金属加工？区分金属加工工艺

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什么是金属加工？

你是金属加工爱好者吗？你是否对金属制作的复杂艺术品或徽标感兴趣？那么，欢迎欣赏这个行业的各种应用，从金属打标、雕刻、冲压和蚀刻到磨削和铣削，我们将为你展示各种不同加工工艺的独特魅力。

什么是金属加工？

金属加工就是将各种工艺应用于金属材料以制造所需的零件、生产线组件或整体大型结构的生产活动。从许多大型项目如石油钻井平台、船舶、桥梁到发动机等小部件，直至珠宝等都是通过金属加工制造出来的。因此，需要使用广泛的技术、工艺、工具同金属打交道并最终获得理想的结果。

金属加工的工艺过程大致为三大类，即金属成形、金属切削和金属连接。在本文中，我们将重点介绍应用于金属切削的最新技术。

切削是指通过使用各种工具去除材料使材料达到指定形式的过程。其成品零件应在尺寸、工艺、设计和美观方面满足规定要求。切削只有两种产物——废料和成品。金属被切削加工之后，废料被称为金属切屑。

切削工艺又可进一步分为三大类：

－产生切屑的分为一类，也称为加工。

－将物资燃烧、氧化或蒸发的分为一类。

－两者混杂的，或其他工艺过程分为一类，如化学切削。

在金属零件上钻孔是第一类（产生切屑）工艺过程中最常见的例子。使用割炬将钢板切成小块是燃烧类别的一个例子。化学磨削是使用蚀刻化学品等去除多余材料的特殊工艺的一个例子。

切削技术

有许多切削金属的工艺技术，如：

－手动技术：例如锯，凿，剪。

－机械技术：例如冲压，磨削和铣削。

－焊接/燃烧技术：例如通过激光、氧-燃料燃烧和等离子燃烧。

－侵蚀技术：利用水射流、放电或磨料流加工。

－化学技术：光化学加工或蚀刻。

可以看到，有许多不同类型的金属切削方法，了解并掌握这些是一个不错的起点，使你能够利用所有可用的技术驰骋这一精彩的领域。

几种金属加工技术

一篇文章不可能涵盖以上所有这些技术。我们将选择其中的六种并解释它们是什么，它们各自相关的工具和可能的使用案例。

金属打标

直接零件标记是一系列在金属上进行永久性标记的技术，用于零件的追溯、工业零部件标签、装饰或任何其他目的。当人类开始使用斧头和长矛等金属工具时，就已经在金属上做标记了，金属打标与冶炼技术的发明一样古老。然而，当前的技术已经发展到允许人类为所有想象到的任何产品打造高精度复杂标记的水平了。打标可以通过各种技术实现，包括雕刻、压花、压铸、冲压、蚀刻和研磨。

金属雕刻

雕刻是一种主要用于在金属表面上雕刻图案、文字、图画或编码，以获得具有永久标记的产品，或者使用雕刻的金属在纸上印刷雕刻的技术。雕刻主要使用激光和机械雕刻两种技术手段。尽管激光技术已经非常通用且易于使用，但它为我们提供了最高质量的金属雕刻工艺，因为它是计算机辅助加工的，并且能对各种表面进行精确预定，以获得最佳雕刻效果。机械雕刻可手工进行，或通过更可靠的缩放仪或CNC机床加工。

金属雕刻技术可用于：个性化的珠宝、美术品、光聚合物激光成像、工业标记技术、雕刻体育比赛奖杯、印刷版制作等。

金属冲压

金属冲压不是减材加工工艺。它是用模具将金属板折叠成各种形状。我们平时接触到的家用器具，如平底锅、汤勺、烹饪锅和盘子都是冲压加工出来的。冲床还被用来制造天花板材料、医疗设备、机器零件甚至硬币。其产品广泛应用于医疗、电子、电气、汽车、军事、暖通空调、制药、商业和机械制造等多个行业。

金属冲压机床有机械和液压两种。不锈钢、铝、锌和铜薄板一般都由这些机器铸、冲、切削成三维物体。由于相对容易进行加工，它们具有非常高的产品周转率。冲床可以串联布置来对金属原料进行加工，使用不同的步骤操作将它们最终转换成成品零件并从加工线上分离。

压力机用途广泛，能够生产各种各样的产品。这些产品有不同的尺寸和设计，大多数用于工业用途。通常，你只要将样本和金属板寄给一家做金属冲压的公司，就能得到想要的产品。

金属蚀刻

蚀刻可以通过光化学或激光工艺实现。激光蚀刻是目前的流行技术。随着时间的推移，这项技术呈指数级发展。它是指通过在金属表面上使用相干放大光束来进行高精度蚀刻的。

激光是最清洁的蚀刻标记方式，因为它不涉及使用腐蚀性试剂、或有密集噪音的钻削或研磨工艺。它只是按照计算机程序的指示，利用激光束蒸发材料，从而做出精确的图像或文字。由于技术的不断进步，其体积越来越小，研究人员或激光爱好者现在也可以买到更便宜新式激光设备。

化学蚀刻

化学腐蚀是将金属片的一部分暴露在强酸（或腐蚀剂）上，从而在其上切割图案，并在金属的凹槽（或切口）中创建设计形状的过程。它本质上是一种减材加工，使用蚀刻剂化学方法来生产复杂的高精度金属部件。在基本的金属蚀刻中，金属表面覆盖有耐酸的特殊涂层，用手或机械方法刮掉涂层的某些部分，然后将金属置于强酸试剂浴中。酸侵蚀未被涂层覆盖的金属部分，留下与涂层刮削相同的图案，最后移除并清洁工件。 光刻

光刻是指对金属表面上耐酸层的照相工艺。该方法与化学蚀刻前的机动或手动刮擦技术的一个主要区别在于，其所施加的耐酸层也要经过照射处理以产生光致抗蚀层（光阻层），该工艺有助于产生高度精确且可复制的图案。

这一该领域有各种各样的机器。它们包括光纤激光、CO2和紫外线机。

金属磨削

磨削是使用切削刀具（磨具）对工件进行物理研磨，通常用于修整粗糙的边缘、去毛刺、打磨焊缝、去除切屑、产生锋利的刀刃或为金属零件打造独特的成品外观。通常，磨削是一个零件经过雕刻、冲压、蚀刻或任何其他形式的金属加工后的最后一步操作。

以下是六种主要类型的磨床及所具有的不同类型的应用。

－砂带磨床：主要利用涂有磨料的电动皮带在金属表面上加工以获得所需的光洁度。

－砂轮机：这是一种非常便宜的手工工具，主要用一个台式紧固的电动砂轮，通过旋转来磨削农用工具、金属小零件等。

－外圆磨床：这种类型的磨床主要作用于圆柱体、凸轮或这两者的组合。它由一个旋转砂轮和一个将工件送入磨床的进给系统组成。有些型号的外圆磨床采用内置冷却系统，可使工件尽可能接近常温，以获得最佳磨削效果。

－平面磨床：这是最常用的一种磨床，平面磨削主要是精加工操作。磨床通过旋转砂轮来抛光金属表面，使其具有更精致的外观或理想的功能表面。

－钻头磨床：这种磨床主要用于磨削各种类型的钻头。

－坐标磨床：这一类磨床用于对工装夹具、模具进行精加工。它们的主要功能是钻孔衬套和销子的磨削。它们还可用于完成在铣床上没有完成的复杂表面磨削。这些磨床使我们能够制作具有高精度且具有复杂几何形状的钻头。

从以上磨床的例子可以看出，磨床可用于许多领域，包括制造发动机缸体、航空、船舶和汽车零部件，以及用于其他金属加工的模具等。

金属铣削

铣削是通过从金属表面切削材料以形成最终形状的加工工艺。铣床包括一个在主轴上旋转的铣刀和一个相对于工作面可以在多个方向上移动的工作台。当工作台沿X和Y轴运动时，主轴通常垂直移动，按照预先的设计铣削复杂的形状。铣床既可以手动操作，也可以由数控系统（CNC）自动加工。能执行各种复杂的操作，包括切槽、插削、钻孔、螺纹铣削、铣边等。

铣床常见的两种类型是：卧式铣床和立式铣床。铣削是制造发动机缸体、齿轮部件、螺纹等零件的主要加工工艺。它们主要用于铣削平面，当然也能加工不规则的表面。它们还可用于制造钻头、镗头、滚齿铣齿和开槽等。

总结

现在，你应该能够大致区分这几种金属加工工艺，还可以选择适合你需求的正确的加工方法。

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