Это производственный процесс, когда детали придают форму или создают их путём удаления материала, различного металла, из более крупной заготовки с помощью металлообработки. Этот метод известен как субтрактивное производство, так как он предполагает удаление материала для достижения желаемой формы, в отличие от аддитивного производства, такого как 3D-печать, при котором материал добавляется. Механическая обработка играет важную роль в производстве многих металлических изделий, но её также можно использовать для таких материалов, как дерево, пластик, керамика и композиты.
Металлообработка часто выполняется в механическом цехе, где находятся основные станки. В то время как на некоторых предприятиях есть отдельные механические цеха, на других есть внутренние инструментальные комнаты для удовлетворения конкретных потребностей.
В современной механической обработке обычно используется компьютерное числовое управление (ЧПУ), при котором компьютеры управляют работой фрезерных, токарных и других режущих станков. Эта технология повышает точность и эффективность процессов механической обработки.
Каковы основные металлообрабатывающих операции станков?
Механическая обработка предполагает использование различных инструментов и методов для удаления материала с заготовки для придания ей желаемой формы или размера. В мастерских для удаления материала используются такие станки, как фрезерные, токарные и сверлильные, а также 3D-принтеры для добавления материала при необходимости.
Возможно, это звучит не так захватывающе, но это очень важно, и существует множество различных способов удаления материала, каждый из которых имеет свои уникальные характеристики и области применения. К трём основным традиционным процессам обработки относятся токарная обработка, сверление и фрезерование.
Что такое абразивная обработка?
Абразивная металлическая обработка является, несомненно, самым древним базовым процессом механической обработки с обширной литературой по этой теме. В этом процессе удаления материала используются абразивные материалы, такие как оксид алюминия, карбид кремния, полимерные связующие и различные другие природные или синтетические абразивы. В ходе процесса материал постепенно удаляется с заготовки, часто с использованием оборудования высокого давления. Образующаяся стружка может быть очень мелкой, что требует постоянного использования средств защиты глаз.
Считается ли механическая обработка металла профессией?
Слесарь, фрезеровщик или токарь — это квалифицированный специалист, который обучен изготавливать инструменты, детали и заготовки с помощью фрезерных и сверлильных станков, шлифовальных машин и токарных станков в механическом цехе. Эта профессия требует высокого уровня подготовки, поскольку от специалиста ожидают, что он будет выполнять обработку с точностью до одной тысячной дюйма.
Каковы основные элементы обработки металла?
1. Станочный инструмент: обеспечивает необходимую энергию для удаления материала, удерживает инструмент и заготовку, а также регулирует подачу, скорость и глубину резания.
2. Режущий инструмент: изготовлен из более твёрдых материалов, чем материал обрабатываемой детали, и имеет особую геометрию для придания формы обрабатываемой детали.
3. Заготовка: необработанный или предварительно изготовленный материал, который необходимо обработать в соответствии со спецификацией.
4. Охлаждающая жидкость: значительная часть операций по резке и формовке металла выполняется с использованием охлаждающих жидкостей для металлообработки (ОЖМ), что повышает обрабатываемость и формоустойчивость, позволяя работать на более высоких скоростях безопасно, а также снижая износ и трение. Они часто играют важную роль в удалении стружки при обработке.
Выбор инструментов для процессов механической обработки металлов.
В процессах обработки инструменты классифицируются в зависимости от их действия и метода. Однолезвийные режущие инструменты, такие как те, что используются при токарной обработке, растачивании, формовке и черновой обработке, имеют одну режущую кромку, которая удаляет материал с заготовки. Эти инструменты универсальны и позволяют создавать точные формы и размеры.
С другой стороны, многолезвийные режущие инструменты, в том числе используемые при фрезеровании, сверлении и пилении, имеют несколько режущих кромок, которые работают одновременно, обеспечивая более быстрое удаление материала. Протяжные инструменты используются для точной обработки сложных форм и поверхностей.
Абразивные круги, используемые при шлифовании, притирке и хонинговании, — это абразивные инструменты, которые удаляют материал путём истирания, обеспечивая гладкую поверхность и точные размеры. Каждая категория инструментов играет важную роль в различных операциях обработки, предлагая широкий спектр возможностей для удовлетворения различных производственных потребностей.
В чем разница между черновой и готовой огранкой?
Разница между черновой и чистовой обработкой заключается в их назначении и количестве удаляемого материала. Черновая используются для быстрого удаления большого количества материала с целью придания заготовке формы, приближенной к конечным размерам. Эти процессы являются агрессивными, оставляя после себя некоторое количество материала, который будет удален при последующих чистовых работах.
С другой стороны, чистовая используется для достижения окончательных размеров детали, соблюдения допусков и качества обработки поверхности. Оно намного легче и точнее, чем черновое, и направлено на доведение заготовки до требуемых характеристик.
Что такое обработанные детали?
Металлическая обработка — это процесс придания деталям из металлов определённых размеров. Обработанная деталь — это изделие, прошедшее процесс механической обработки. Обработанные детали можно разделить на две категории:
- Вращающиеся детали цилиндрической формы.
- Призматические детали (не вращающиеся) блочной формы.
Что такое резка металла при механической обработке?
Резка — это процесс удаления частей заготовки, который обычно выполняется режущим инструментом, движущимся в прямом направлении. Три основных относительных движения между инструментом и заготовкой:
· Первичное движение
· Вторичное или подающее движение
· Движение для установки глубины разреза
Что такое процесс точения металла?
При токарной обработке режущий инструмент вводится во вращающуюся заготовку для создания цилиндрической или конической поверхности, концентричной оси вращения. Этот процесс традиционно выполняется с помощью токарного станка, одного из старейших и наиболее универсальных традиционных станков. Режущий инструмент можно устанавливать под разными углами для создания различных форм. Это можно делать вручную или с помощью токарного станка с ЧПУ.
Существует несколько видов токарных операций: точение по наружному диаметру, точение по внутреннему диаметру, торцовое точение и отрезные работы. При точении по наружному диаметру материал удаляется с внешнего диаметра заготовки, чтобы придать ей цилиндрическую форму. При точении по внутреннему диаметру материал удаляется под углом, чтобы придать заготовке коническую форму. При торцовом точении материал удаляется с торца заготовки, чтобы придать ей плоскую поверхность, а при отрезных работах отрезается часть заготовки. Он используется во многих сферах, например, для изготовления болтов и валов для машин.
В чем заключается процесс фрезерования?
Далее следует фрезерование, которое похоже на точение, но вместо вращения заготовки на фрезерном станке используется вращающийся режущий инструмент с множеством зубьев, который срезает материал, когда заготовка проходит мимо него. При фрезеровании материал удаляется с заготовки вращающейся фрезой с множеством зубьев. Как правило, заготовка подаётся во вращающуюся фрезу, которая остаётся неподвижной. Этот процесс обеспечивает высокую скорость удаления материала по сравнению с другими операциями обработки и позволяет добиться очень высокого качества поверхности. Однако из-за того, что зубья фрезы периодически соприкасаются с заготовкой, процесс резки прерывается, что часто приводит к дребезжанию и вибрации.
В процессе фрезерования можно создавать сложные формы или удалять материал с поверхности заготовки. Существует три основных вида фрезерования: торцовое фрезерование, концевое фрезерование и профильное фрезерование. При профильном фрезеровании материал удаляется с поверхности заготовки для создания определённой формы или контура. Этот метод используется для изготовления таких изделий, как шестерни и пресс-формы.
В чем разница между концевой и торцевой фрезеровкой?
Разница между концевой и торцевой фрезеровкой заключается в том, что концевая фреза использует как конец, так и боковые стороны резца и применяется для создания пазов или карманов, в то время как торцевая фреза используется для горизонтальной резки и просто для удаления материала с поверхности заготовки для получения плоской поверхности.
Что такое торцевое фрезерование по сравнению с периферийным?
И у плоского (периферийного), и у торцового фрезерования есть свои преимущества и недостатки. Плоское фрезерование отлично подходит для быстрого удаления большого количества материала с заготовки, но в результате получается не очень точно. Торцовое фрезерование, с другой стороны, удаляет небольшую часть материала с помощью кончика фрезы, что делает его более точным и позволяет создавать более широкий спектр форм и размеров, но оно не такое быстрое, как плоское фрезерование.
Какие существуют два типа методов фрезерования?
Термины «фрезерование вверх» (обычное фрезерование) и «фрезерование вниз» (фрезерование с подъёмом) применимы ко всем видам фрезерования. При обычном фрезеровании, фреза вращается в направлении, противоположном подаче заготовки. При фрезеровании с подъёмом фреза вращается в том же направлении, что и подача. Несмотря на использование одного и того же режущего инструмента, способ образования стружки очень отличается. При фрезеровании подъёмом происходит прерывистая резка при входе в заготовку, что приводит к большой ударной нагрузке, циклическому нагреву и другими силам, которых нет при других операциях.
1. При верхнем (или обычном) фрезеровании фреза вращается против направления подачи стола:
· Распространенный способ фрезерования
· Склонность к болтовне
· Требует надлежащего зажима
2. Фрезерование вниз (или вверх) это когда фреза вращается в направлении подачи стола:
· Сила резания удерживает заготовку на месте
· Требует жесткой настройки из-за сильного воздействия зубьев на обрабатываемую деталь
· Не подходит для материалов с поверхностной коркой (например, для горячей обработки, литья)
· Обеспечивает максимальный срок службы фрезы, используемой при чистовой резке
Что такое сверление отверстий в металле?
Сверление это стандартный метод получения отверстий и наиболее распространённый процесс резки металла. Из-за сложной геометрии сверла этот процесс является трудоёмким и часто становится ключевым узким местом при крупносерийном производстве. Критически важные отверстия часто сверлят в два или более проходов, чтобы обеспечить удаление стружки и точность размеров, при этом каждый инструмент проникает лишь на часть окончательной глубины. После сверления часто выполняют растачивание или зенкерование. Существует множество типов узкоспециализированных конструкций сверл.
Сверление это процесс создания или расширения отверстия в материале с помощью сверла. Основная причина, по которой в заготовке сверлят отверстие, обычно заключается в том, чтобы можно было прикрепить механические крепёжные элементы, такие как болты и шурупы. Существует несколько различных видов сверления: центровое сверление, точечное сверление и глубокое сверление. При центровом сверлении в центре заготовки делают небольшое углубление, чтобы сверло не соскальзывало. При точечном сверлении в заготовке делают неглубокое отверстие, чтобы сверло не соскальзывало. При глубоком бурении образуется скважина с большим соотношением длины к диаметру, обычно превышающим 10:1.
Какие существуют виды сверления металла?
Растачивание это специализированный процесс, используемый для расширения отверстия и улучшения его формы и качества поверхности. Несмотря на сходство с растачиванием, конструкция инструмента для растачивания отличается, что позволяет выделить его в отдельную категорию. Для растачивания не требуются специальные станки; для растачивания можно использовать тот же станок, что и для сверления отверстия, после замены инструмента.
При наличии уже существующего отверстия для создания внутренней резьбы обычно используется нарезание. В отверстие, предварительно просверленное одним из описанных выше способов, вставляется закалённый инструмент для нарезания резьбы специальной конструкции.
В заключение отметим, что механическая обработка является фундаментальной частью современного производства и играет важнейшую роль в изготовлении широкого спектра продукции. От токарной и фрезерной обработки до сверления и шлифования каждая операция имеет свои уникальные характеристики и области применения. Понимание этих операций важно для всех, кто интересуется производством или инженерным делом, поскольку они являются основой для создания точных и сложных деталей. По мере развития технологий механическая обработка, вероятно, станет ещё более сложной, что приведёт к повышению точности, эффективности и инновациям в сфере производства.