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　　平安提醒：在“削铁如泥”的舒爽动图背后，请不要忘记机械加工的平安风险。跟着创客文化的流行，越来越多的DIY喜好者有时机接触到机械设备的操做，请服膺平安保障永久是重中之重，切勿心存幸运。开机之前，多复习几遍加工流程，佩带好护目镜，扎结实长头发，再想一次加工流程！

　　上到航天器，下到咖啡壶，你晓得它们的零件是怎么做出来的吗？一组动图，带你领会机械加工的“加减法”。

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　　车削加工

　　录造者：This Old Tony

　　一言不合就车珠子？那“车”指的就是车削加工了。车削的关键在于，要让需要加工的工件扭转起来，然后再让曲线挪动的刀具靠近它们，对工件外表停止雕琢。

　　起首，工件被卡盘固定在机床上，接下来，工件在电机的带动下停止高速动弹，转速能够根据我们对加工的要求报酬控造。然后，就能够起头控造刀具在工件外表停止雕琢，那被称为“走刀”。常见的车刀往往是用高速钢或硬量合金造成，近几年市道上陶瓷刀具和人造金刚石刀具也用的很普遍。差别外形的车刀能够满足各类加工要求：

　　除了外外表，车削中利用镗刀还能够在工件已经有孔的处所，对内外表停止精加工。

　　录造者：This Old Tony

　　铣削加工

　　录造者：DatronCNC

　　说完了“车”，“铣”又是啥？其实，它仍是操纵扭转的加工体例，只不外那回轮到铣刀来扭转了。

　　传统的铣削加工有两种相对运动体例，一种就是像上图如许，被加工的工件固定不动，完全依靠铣刀本身动扭转和平移；而另一种如下图所示，铣刀单纯做扭转运动，工件能够沿着前后、摆布、上下三个标的目的挪动。

　　录造者：Glacern Machine Tools

　　铣刀是一种多刃刀具，在每一转的铣削加工中，铣刀每个刀刃只参与一次切削，其余时间停歇有利于散热。如许一来，比起单刃的车刀，铣刀的切削效率也更高。差别外形的铣刀能够完成各类平面、台阶面、凹槽、腔体的加工。

　　数控机床

　　数控机床那个词似乎总会和“汽车维修”、“发掘机”之类的工具并列呈现，它到底是什么玩意儿？

　　我们说的通俗机床，在加工操做时很大水平要依靠手动，好比调整工件的转速，就需要手动挂挡主轴箱上的推杆。而数控机床就是把那些操做全都酿成了“主动挡”。数控机床在现实加工前，会先通过 CAD 软件停止计算机辅助设想的造图，再通过 CAM 软件模仿整个加工过程。一切确认无误后，把体例好的加工法式导入到数控机床中，安拆好工件，闭合好庇护舱门，之后只要期待数控机床主动停止加工，就能够得到想要的零件啦。

　　而光是主动加工还不算什么，数控机床还能够加上刀库，晋级成“加工中心”。加工中心能够让我们在几十种刀具之间停止切换，一会儿车削，一会儿铣削，一会儿再磨削……全都能搞定！工件不断都固定在夹具上，基点不需要转移，因而改换加工体例也不会影响到加工的精度。

　　要什么刀？随意选！加工中心的刀库与换刀过程。录造者：Ingo Klein

　　看了半天满是简单外型，觉得不外瘾？下面就来个更高级的：

　　头盔也能做哦。录造者：DAISHIN SEIKI RYOSUKE OMACHI

　　那个头盔的加工用到了“* 轴铣削加工”，那一次，工件和铣刀的运动体例都愈加灵敏了。

　　* 轴加工是机械切削体例中更先进的加工体例。在数控机床中，共有* 条坐标轴：* 个标的目的的曲线轴 XYZ， 以及响应的* 个扭转轴 ABC（如下图）。“* 轴”的机床机床只能让工件和刀具在三个标的目的上平移，它用来处置一些根底外形的外表；“* 轴”则是在XYZ的根底上增加了一个标的目的的扭转轴，如许能够切削一些不太复杂的曲面；而到了“* 轴”，就有两个标的目的的扭转轴能够停止联动，那就能够处置相当复杂的曲面了。

　　数控机床坐标系，在三个标的目的的曲线运动之外，还参加了差别标的目的的扭转。刨削加工

　　录造者：Non Jicholson

　　刨削加工的工做原理一目了然，简单的往返运动，与车削、铣削比拟消费效率极低，但是也因为设备和东西构造简单利用便利，目前还在用于粗拙处置工件的外表。

　　磨削加工

　　录造者：DMG MORI

　　磨削加工是操纵砂轮、砂带之类的磨具对工件外表停止切削加工。在现今的加工中，磨削头已经能够很成熟地集成到数控铣床的加工中心内。

　　录造者：VMR GmbH Co. KG

　　看完了切割削磨的减法，此次轮到做“加法”了。与传统铸造差别，图中显示的是一种适用于金属零件加工的* D打印——选择性激光熔融（SLM）。

　　日常平凡经常能看到的* D打印体例次要是熔融堆积成型和光固化成型，前者将热熔塑料层层堆砌，然后者则将液态光敏树脂用特定光线逐层照射，构成所需的固化构造。

　　不外，那两种办法其实不合适加工金属。要想* D打印出金属零件，需要利用金属粉末，和足以让它们连系在一路的激光。如上图所示，在一个铺满金属粉末的槽内，计算机控造着一束大功率的二氧化碳激光选择性地扫过金属粉末外表。在激光所到之处，表层的金属粉末完全熔融连系在一路，而没有照到的处所仍然连结着粉末形态。整个过程都需要在一个充满惰性气体的密封舱内停止。

　　当“切片”的一层扫描完成后，下降台会带动已经固化的半废品下降一层，然后刮平器把外表刮平好让金属粉末平均铺开。在新一层的金属粉末外表，激光器再度起头扫描照射，新固化的一层又会安稳地熔覆在上一层上。等整个零件造造完成后，下降台就带着零件从粉末堆中升起来：

　　录造者：VMR GmbH Co. KG

　　选择性激光熔融手艺由选择性激光烧结（SLS）衍生而来，它利用纯金属粉末，不需要粘结剂参与，并且只需要一次烧结，因而能够得到性能更优的零件。

　　选择性激光熔融（SLM）成型的金属零件金属堆积

　　录造者：DMG MORI

　　那一次，铺满金属粉末的大箱子也能够省去了。那种更为先辈便利的金属* D打印手艺就是间接金属堆积工艺（Direct Metal Deposition）。它与“挤奶油”式的熔融堆积有些类似，但喷出的是金属粉末。喷嘴在喷出金属粉末质料的同时，还会一并供给高功率激光以及惰性气体庇护。如许不会遭到金属粉末箱尺寸的局限，能间接造造出更大致积的零部件，并且也很合适对部分破损的细密零件停止修复。

　　间接金属堆积加工，喷头示企图。截图来自：DMG MORI

　　并且，用那种办法造造零件，也能够在“堆积”的途中便利地切换到数控铣削停止高精度的加工处置，那两者的自在切换让金属材量零件可以同时包管空间复杂度和外表高精度。

　　那些新型快速成型手艺更大的意义在于“设想造造一体化”，不再需要繁琐的流程，在很短时间内就能够把设法酿成实物。差别“加法”与“减法”工艺的连系，不只简化了造做流程，并且更能节约质料与能源。在科幻片子《机械公敌》中，威尔史姑娘的座驾奥迪RSQ轿车就是快速成型手艺的表现。它的车身由德国库卡公司的一个工业机器人操纵快速成型手艺一次性造成。

　　片子纯属虚构，但那车身可是实在加工工艺的产品。

　　机器造造零件，零件构成机器，机械加工不竭改动着人类的生活。便利的造造工艺还将产生如何奇异的将来机器？让我们拭目以待。（编纂：窗敲雨）

　　参考材料：

《快速成型与快速模具造造手艺及其应用》，王广春、赵国群编著，机械工业出书社

《进步SLM激光快速成型加工效率的路子》，陈光霞

激光束补焊：细密修复、外表熔覆、* D金属堆积（Laser Beam Build-Up Welding: Precision in Repair, SurfaceCladding, and Direct * D Metal Deposition），Steffen Nowotny

激光熔覆手艺在金属* D打印中的应用，孙莹

　　思虑题：下图中表现了哪种加工体例？（误）

　　危险动做，请勿模拟……

来源：果壳网