Обробка: Мистецтво перетворення матеріалів
Зміст
Обробка є важливим виробничим процесом. Вона передбачає контрольоване видалення продукту. Це розвиває точно сформовані елементи. Обробка працює як субтрактивний метод виробництва. Початкова робоча поверхня постійно більша за останню деталь. Процедури обробки забезпечують виняткову точність порівняно з такими варіантами, як адитивне виробництво. Ця точність має вирішальне значення для кількох галузей.
Вивчення операцій обробки
Операції обробки охоплюють різноманітні методи. Кожен відповідає конкретним вимогам. Ці процеси мають дві основні категорії: традиційні та нетрадиційні.
Традиційна обробка: Традиційне видалення матеріалу
Традиційна обробка використовує фізичні ріжучі інструменти. До них відносяться леза та свердла. Цей підхід вдосконалювався протягом століть.
Ключові традиційні процеси обробки:
Поворот:
- Процес: Обертова заготовка формується стаціонарним ріжучим інструментом. Інструмент симетрично видаляє матеріал.
- Заявки: Деталі двигуна, компоненти машин, вали, створення отворів, канавок, різьблення та конусів. Ідеально підходить для циліндричних і конічних форм.
Буріння:
- Процес: Створює отвори в заготовці. Це часто робиться за допомогою свердлильного верстата та обертового свердла.
- Заявки: Необхідний для отворів для гвинтів, створення різьблення та естетичних цілей. Це повсюдна операція обробки.
Нудно:
- Процес: Збільшує попередньо просвердлені отвори. Це виконує одноточковий ріжучий інструмент. Розточувальні інструменти можна встановлювати на токарних, фрезерних або свердлильних верстатах.
- Заявки: Вали двигуна, циліндри гармати та циліндри турбіни виграють від цього точного розширення отвору.
Розгортання:
- Процес: Підвищує якість і точність отворів. Це вторинна операція обробки. Розгортання використовує багатоточкові ріжучі пристрої для покращення точності, округлості та обробки поверхні.
- Заявки: Критично для елементів літаків, деталей двигуна, фюзеляжів і посадкового обладнання.
Фрезерування:
- Процес: Обертовий ріжучий інструмент працює проти нерухомої заготовки. Фрезерні верстати пропонують різноманітні форми ріжучих інструментів.
- Заявки: Звичайними є прорізування, створення контурів, нарізання зубів і виготовлення різьби. Існують різні типи фрезерування, включаючи торцеве фрезерування та фрезерування площин.
Шліфування:
- Процес: Вторинна операція обробки з використанням абразивного обертового диска (шліфувального круга). Це покращує обробку поверхні та точність розмірів.
- Заявки: Обробка поверхні, видалення окалини та задирок. Він згладжує дефекти від інших процесів обробки.
Постукай:
- Процес: Створює внутрішню різьбу. Ріжучий інструмент, який називається мітчиком, обертається і лінійно рухається всередині попередньо просвердленого отвору.
- Заявки: Важливо для різьби гвинтів і болтів, сантехніки та складання деталей.
Строгання:
- Процес: Обробляє всю поверхню за один прохід. Строгальні верстати створюють плоскі або похилі поверхні.
- Заявки: Деревообробка, створення з’єднань «ластівчин хвіст», пазів, канавок і точних плоских поверхонь.
Накатка:
- Процес: Створює малюнок на поверхні заготовки за допомогою накатного штифта. Візерунки можуть бути лінійними або ромбоподібними.
- Заявки: Покращує зчеплення з ручками інструментів і забезпечує естетичну привабливість.
Розпилювання:
- Процес: Використовує зубчастий або абразивний ріжучий інструмент для розрізання матеріалу. Він використовується для розділення заготовок. Точність, як правило, нижча, ніж в інших методів.
- Заявки: Деревообробка, штампи та виготовлення металевих конструкцій.
Формування:
- Процес: Змінює основну форму заготовки за допомогою зворотно-поступального ріжучого інструменту. Заготовка рухається вперед і назад відносно інструменту.
- Заявки: Створення внутрішніх шліцьових отворів, плоских поверхонь, зубів шестерень, з'єднань "ластівчин хвіст" і шпонкових пазів.
Протягування:
- Процес: Використовує зубчастий ріжучий інструмент (протяжку) для видалення мінімальної кількості матеріалу за прохід. Створює певні особливості.
- Заявки: Виготовлення шпонкових пазів, шліців, шестерень і прорізів.
Притирання:
- Процес: Вторинна операція остаточної обробки. Заготовка треться об притирну плиту з абразивною пастою. Вирівнює грубі елементи, створюючи гладкі краї та точні плоскі поверхні.
- Заявки: Досягнення високої точності плоских поверхонь.
Нетрадиційна обробка: Розширена ерозія матеріалу
Нетрадиційна обробка обходить стандартні ріжучі інструменти. Ці підходи використовують форми енергії, такі як тепло або тиск, для руйнування матеріалу. Вони використовують високу точність і сучасні можливості.
Хитрі нетрадиційні процеси обробки:
Електроерозійна обробка (EDM):.
Процес: Використовує високовольтні електричні імпульси для розморожування та видалення провідного матеріалу. Створює точні розрізи.
Застосування: Виробництво прес-форм, виробництво штампів, пробивні штампи, інструменти та медичні пристрої.
Хімічне оброблення (Травлення):.
Процес: Використовує хімічні реакції для видалення продукту. Робочі поверхні приховані, залишаючи певні ділянки відкритими для хімічного агента.
Застосування: Обробка тонких деталей, автомобільних і авіаційних компонентів, тонких дисплеїв, кабельних з'єднань і важкодоступних робочих поверхонь.
Електрохімічне оброблення (ECM):.
Процес: Поєднує хімічне оброблення з електричною енергією. Це протилежність гальванопластиці. ECM не залежить від твердості або оброблюваності матеріалу.
Застосування: Свердління численних отворів, заглиблення, профілювання, контурування та формування лопаток генератора.
Абразивне струменеве оброблення:.
Процес: Використовує високошвидкісний потік газу для подачі абразивних частинок. Це руйнує продукт.
Застосування: Різання термочутливих продуктів, видалення задирок, очищення поверхонь, зняття задирок і матування скла.
Ультразвукове оброблення:.
Процес: Високочастотний вібраційний пристрій використовує грубу пасту для видалення продукту.
Застосування: Обробка чутливих матеріалів, різання скла та створення деталей для оптичних та електричних пристроїв.
Лазерне променеве оброблення (LBM):.
Процес: Використовує високоенергетичний світловий промінь для плавлення та видалення матеріалу. Він обслуговує більшість матеріалів, включаючи ті, що мають погану провідність.
Застосування: Плакування, обробка поверхонь, маркування, медичні інструменти, морська, автомобільна та авіаційна промисловість.
Водоструменеве оброблення:.
Процес: Використовує струмінь води під високим тиском, зазвичай з грубими фрагментами, для холодного різання.
Застосування: Хірургічне обладнання, деталі транспортних засобів, оральні імплантати, прототипування та дослідження і розробки.
Іонно-променева обробка (IBM):.
Процес: Прискорює іони для зіткнення з заготовкою, змінюючи поверхневі частинки. Це техніка обробки площі поверхні.
Застосування: Травлення в електроніці, оптичній промисловості та виробництві кабелів.
Плазмово-дугова обробка (PAM):.
Процес: Використовує високошвидкісний іонізований газ (плазму) для розплавлення матеріалу. Потік газу видаляє розріджений продукт для чистих, точних розрізів.
Застосування: Різання сплавів з нержавіючої сталі, профільне різання сталей та обробка важкооброблюваних матеріалів.
Мікрообробка: Точність у мініатюрному масштабі
Мікрообробка виробляє елементи в мікронному масштабі. Це передбачає численні точні методи.
- Мікрофрезерування: Використовує маленькі фрези для детальних форм у сталях і полімерах.
- Мікроточіння: Створює невеликі циліндричні деталі для клінічних пристроїв.
- Мікродрилювання: Важливе для виробництва крихітних отворів в електроніці.
- Мікрошліфування: Досягає гладких покриттів на твердих продуктах для оптичних деталей.
- Лазерна мікрообробка: Точне видалення продукту за допомогою концентрованих лазерних променів.
- Мікро EDM: Формує важкі матеріали з електричними тригерами для детальних стилів.
- Хімічна/Електрохімічна мікрообробка: Використовує реакції для травлення або розчинення продукту.
- Точна обробка: Прагнення до жорстких допусків
- Прецизійна обробка зосереджується на усуненні продукту, зберігаючи при цьому неймовірно близькі опори. Фрезерні верстати з ЧПУ, револьверні головки та млини є важливими пристроями. Цей процес створює складні деталі з високою точністю, часто вимірюваною в мікрометрах.
Хитрі застосування прецизійної обробки:
- Аерокосмічні компоненти: Лопатки турбін, компоненти двигуна.
- Медичні пристрої: Хірургічні пристрої, імплантати.
- Автомобільні деталі: Елементи двигуна та коробки передач.
- Електроніка: З'єднувачі, радіатори.
- Спеціально виготовлене обладнання: Спеціальні деталі.
- Оборона та військова справа: Системи озброєння.
- Оптичні прилади: Деталі камер і мікроскопічних лінз.
Традиційна проти нетрадиційної обробки: Порівняльний аналіз
| Особливість | Традиційна обробка | Нетрадиційна обробка |
|---|---|---|
| Ріжучі інструменти | Металеві сплави (карбід, швидкорізальна сталь) | Форми енергії (вода, електрика, хімікати, тертя) |
| Складні форми | Обмежений; зазвичай для простих форм | Висока здатність; може виробляти складні геометрії |
| Вибір матеріалу | Складно з поганою оброблюваністю або високою твердістю | Легко обробляє міцні матеріали; добре підходить для поганої оброблюваності |
| Точність | Нижча точність; обмежена товщиною інструменту | Висока точність; ріжуче середовище може бути мікроскопічним (лазер, дуга) |
| Швидкість видалення матеріалу | Вища; швидше | Повільніше; ерозія на рівні частинок |
| Витрати | Нижчі початкові інвестиції; менше спеціалізованих навичок | Високі початкові інвестиції; потрібне спеціалізоване обладнання та навички |
| Швидкість різання | Швидше; більша площа контакту | Повільніше; видалення частинка за частинкою |
Точність в обробці: Нетрадиційні методи лідирують
Нетрадиційні процеси обробки зазвичай пропонують вищу точність. Ріжуче середовище, таке як лазерний промінь або електрична дуга, може бути неймовірно тонким. Це призводить до надзвичайно точних розрізів з мінімальною шириною пропилу. Звичайні методи обмежені фізичною товщиною їх ріжучого інструменту
Висновок: Вибір правильного шляху обробки
Як звичайні, так і нетрадиційні операції обробки дають чудові результати. Вибір залежить від пріоритетів. Фактори, такі як вартість, необхідна точність і бажана швидкість різання, впливають на рішення. Розуміння цих процесів обробки дозволяє оптимально виготовляти компоненти. Кожен метод відіграє важливу роль у сучасному виробництві.
Останні публікації
Пов'язані блоги
Блог Senyo зосереджений на тому, щоб ділитися нашими знаннями про створення прототипів. За допомогою наших статей ми прагнемо підтримати вас у вдосконаленні дизайну вашого продукту та більш ефективній навігації в складнощах швидкого прототипування.
Інновації за допомогою швидкого прототипування з ЧПК: Як це працює
23 жовтня 2024 року
Читати далі "