金属加工包括各种方法和技术，用于将金属材料（如钢、铝、铜、合金）成型、连接、精加工或增强为功能部件。这些工艺根据核心目标（切割、成型、连接、表面处理、精密加工）进行分类，广泛应用于机械、汽车、建筑和电子等行业。以下是常见方法、关键技术和应用场景的详细分解：

1.切削加工：分离或成形金属

切割过程去除多余的材料，以实现所需的尺寸或轮廓，技术范围从传统到高精度：

传统切割：

剪切：使用剪切刀片将金属板（厚度≤10mm）切割成直边（例如，切割建筑用钢板）。

锯切：使用圆锯、带锯或钢锯对棒材、管材或型材进行线性切割（例如，切割紧固件的钢条）。

车削/铣削：对螺栓或支架等简单零件进行车床（旋转工件以切割圆柱形）或铣床（旋转刀具以塑造平面/斜面）的基本加工。

精密切割：

激光切割：使用高能激光束进行非接触式切割；提供精密公差（±0.1mm）、快速速度和切割复杂形状的能力（例如不锈钢装饰面板、电子元件框架）。

等离子切割：使用电离气体（等离子）切割厚金属（高达100mm）；适用于碳钢、铝和不锈钢（例如，用于机械结构的切割钢板）。

水射流切割：使用高压水与磨料混合进行冷切割；非常适合热敏材料（如钛合金、玻璃增强金属）避免热变形。

2.成型加工：无需去除材料即可成型

成形过程使金属塑性变形（无需切割）以实现所需的形状，保持材料的完整性：

冲压：使用模具和压力机通过冲压、弯曲或深拉对金属板（厚度≤6mm）进行成型（例如，车身面板、电子设备外壳、金属垫圈）。

弯曲：使用折弯机将金属板弯曲成角度（90°、135°等）或曲线（例如，窗户的铝型材、钢支架）。

锻造：对热处理金属施加高压（机械或液压）以提高强度和密度；分为开式模锻（用于轴等大型零件）和闭式模锻（用于齿轮、曲轴等精密零件）。

挤压：迫使金属通过模具形成长而均匀的横截面（例如，建筑用铝合金型材、管道用铜管）。

轧制：使金属通过辊子以减小厚度或形成形状（例如钢板、金属线圈、螺纹杆）。

3.连接加工：连接金属部件

连接工艺将两个或多个金属部件牢固地结合在一起，这对于组装结构或复杂设备至关重要：

焊接：最常见的连接方法，熔化母材（和填充材料）以形成永久性结合：

电弧焊：使用电弧（如SMAW/手持式电弧焊、MIG/MAG气体保护焊）进行通用连接（如钢结构、机械框架）。

激光焊接：用于薄金属或精密零件（如电子连接器、医疗器械）的高精度、低热输入焊接。

钎焊/锡焊：使用熔点低于基体金属的填充材料连接金属（例如，钎焊铜管、焊接电子元件）。

机械连接：非永久性或半永久性连接：

铆接：使用铆钉固定厚金属（如飞机结构、桥梁部件）。

螺栓/螺母：使用螺栓、螺母或螺钉的可拆卸连接（例如，机械组件、建筑立面）。

压接：使金属变形以锁定组件（例如电气端子、管件）。

4.表面处理：提高性能和美观

表面处理提高了金属部件的耐腐蚀性、耐磨性或外观：

镀锌：在钢上涂上锌以防止生锈；户外部件（如围栏、脚手架）的热浸镀锌（涂层较厚，耐盐雾性≥720小时）和精密部件的电镀。

阳极氧化：在铝/铝合金上创建氧化层，以实现耐腐蚀性和颜色定制（例如智能手机框架、建筑型材）。

油漆/粉末涂料：应用油漆或静电粉末进行保护和美观（如汽车零部件、家具五金）；粉末涂料比液体涂料具有更好的耐久性。

镀铬：涂上铬以提高耐磨性和光泽（如刀头、汽车饰件）。

钝化：在不锈钢上形成保护膜，以提高耐腐蚀性（如医疗器械、食品加工设备）。

5.精密加工：实现高精度

精密加工使用计算机控制的工具生产精密公差（≤±0.01mm）的零件，适用于高科技应用：

CNC加工：用于自动化、可重复精度的计算机数控（CNC）车床、铣床或加工中心（如变速箱、医疗植入物、电子传感器）。

研磨：使用砂轮实现超光滑表面和精密公差（例如轴承座圈、精密轴）。

EDM（放电加工）：使用电火花切割硬金属或复杂形状（如模具、铸模、航空航天部件）。

金属加工方法的关键选择因素

材料特性：硬度（例如，高强度钢的锻造、软铝的激光切割）、厚度（例如，厚板的等离子切割、薄板的冲压）。

零件要求：公差（精密加工±0.001mm，剪切±1mm），形状复杂性（激光切割/水射流用于复杂曲线，冲压用于批量生产的简单形状）。

生产规模：冲压/锻造用于批量生产，CNC加工用于小批量定制零件。

成本和效率：激光切割速度快但成本高；传统的锯切对于简单的切割是低成本的。

这些方法构成了金属加工的支柱，随着技术的进步（例如机器人焊接、3D金属打印）不断扩展更复杂、高效和高性能金属部件的能力。