机械加工入门——切削加工基础知识（机床&加工精度影响因素）

所谓切削加工，是指基于设计图纸，按规定要求用切削工具把坯料或工件上多余的材料层切去，使工件获得规定的几何形状、尺寸和表面质量的加工方法。

“工作母机”——机床

机床是制造机器的机器，又被称为“工作母机”，甚至还能制造出其他的机床，因此机床的作用是非常重要。

如今，伴随着机床的数字化发展，所有厂商都以为只要导入了机床，就能实现高精度的生产制造，可事实却并非如此。一直以来，各类厂商都不是单纯地导入机床，而是在充分挖掘机床应用方法的同时，自主制造车刀（刀具）等工具及夹具，磨练出了一系列的固有技术。而在NC（数字控制）化、CNC（计算机数字控制）化飞速发展的今天，这种机制同样也是必不可少的。

操作人员可以结合机床的性能对参数进行微调，从而实现高精度加工。因此，我们不仅需要熟知设备的特性，还要理解设备的性能，才可以彻底发挥出设备的能力。
可以说，只知道机床的性能，是无法成为真正优秀的技术人员的。只有回到机床的原点，了解画线、切割、弯折、锉磨等一系列的手工作业，才能将机械作业完成地更好。

除了机床的功能及性能之外，还要全面掌握设备的个性特征，这样才能更好地加工

切削加工精度的影响因素有哪些

【1】刚性

在对物体施加外力，使其变形的同时，也会产生试图抵抗变形的作用力。这种性质被称为“刚性”。对机床而言，若要以目标精度进行加工，机床的刚性就会成为需要解决的问题。虽然如今的机床已经具备了相当高的抗刚性性能，但是在以微米等级的精度进行加工时，还是必须对刚性的概念有一定的理解。

刚性可分为静态力（静刚性）和动态力（动刚性）。所谓静刚性，简单来说就是作用力的方向与大小始终保持一定的状态。对机床而言，就是运行部分静止压放在作业盘上的状态。严格来说，在这种状态下，作业盘仅受到运行部分重力的影响，并因此发生变形。实际产生的影响虽然很小，但视实际情况，可能会降低加工精度。
而动刚性，则是作用力方向及大小不断变化的状态。从机床的角度来看，开启开关开始运行的操作，可能就会导致振动。视实际情况，这可能会造成机床抖动等症状，影响加工精度。因此，对加工物进行切削等加工时，必须全面考虑静态和动态刚性。

【2】热变形

随着温度的升高，物体会发生膨胀。金属也同样如此，因此若要对长度进行精密测量，就必须在彻底实现温度管理的测量室进行操作。
而在进行加工时，则尤其要警惕物体的受热变形。这是因为，机床的各部件会在运行过程中发热，这会导致目标物的温度在经历切削等处理时升高。机床的运行时间越长，就越需要考虑热变形造成的影响。因此，要实现精密加工，就必须知道多长的运行时间对应多高的温度。

振动和热是影响加工精度的重要因素，要避免这些因素的影响，就必须在设计阶段制定好对策。

切削加工基础

【1】切削的动作

所谓切削，就是利用工具，将目标物的一部分切除。此时，必须进行“切削”与“送刀”这两类动作。
切削是从目标物上切下一部分的动作，基本上通过控制车刀等工具在一条直线上移动来实现。
而送刀则是控制工具移动，以实现对其他部分切削的动作。例如，在某条直线上实施切削后，通过将工具向与切削方向相垂直的方向移动，可以切削出新的面，重复这一操作，就能塑造出平面。

【2】加工与阻力

在加工过程中，工具与目标物会发生接触，作用力相互干涉，形成阻力。必须考虑到不同工具产生的阻力不同。
例如，使用车刀进行切削时，阻力会因目标物的材质、切削面积、车刀的种类等因素而异。其中，切削面积对阻力的影响很大，在加工时必须加以注意。
此外，在使用钻头的打孔加工中，还需要考虑转矩与送刀的阻力。转矩就是扭转的力度，也被称为“扭矩”等。另一方面，送刀则是推动钻头前进的动作。

在打孔加工中，阻力的值会随着目标物的材质、钻头的种类（刀尖形状）、钻头的旋转速度、送刀速度而变。
在加工现场，在考虑阻力影响的同时研究加工方案，能够追求更高的品质、效率以及工具耐久性。

【3】加工与速度

在加工现场，除了品质管理，作业效率也是一项重要的课题。在机械加工中，通过提高加工的速度，能够实现高效化。
但是，我们并不能一味盲目地提高设备的速度。速度升高可能会增大阻力，引发热变形，造成不利影响。此外，提高加工速度，还有可能会缩短车刀的寿命。这或许会导致车刀的更换频率增多，抬高加工的单位成本。因此，在进行加工时，对速度、精度以及工具寿命的综合考量，是非常重要的。

【4】加工与温度

正如此前在阻力及速度中提到的那样，进行切削等加工时，目标物会与工具接触，产生热量。这会导致目标物内部的温度升高，可能会影响加工精度及工具的耐久性。
其中会引发问题的，就是此前所说的加工速度与加工面积。加工速度越快，产热越多；加工面积越大，摩擦力越大，温度也就越高。在机械加工中，我们必须始终关注温度的变化，推进作业。

在机械加工的温度管理中发挥重要作用的，就是切削油（切削剂）。它能够有效减少目标物与工具之间的摩擦。同时还能冷却加工时产生的热量，冲洗加工产生的切屑。
过去切削剂以油性为主，如今由于人们的环保意识越来越高，水溶性切削剂正在逐渐成为主流。此外，由于在机械加工中需要大量使用切削油，因此多数时候都会使用循环型装置，对用过的切削油进行过滤及再利用。

在机械加工中，必须确保速度与品质的平衡