Механическая обработка — это производственный термин, охватывающий широкий спектр технологий и приемов. Это можно грубо определить как процесс удаления материала из заготовки с помощью механических станков для придания ей требуемой формы. Большинство металлических компонентов и деталей требуют той или иной формы механической обработки в процессе производства. Другие материалы, такие как пластмассы, каучуки и бумажные изделия, также обычно изготавливаются с помощью процессов механической обработки.
Типы обрабатывающих инструментов
Существует много типов обрабатывающих инструментов, узнать подробнее, и они могут использоваться отдельно или в сочетании с другими инструментами на различных этапах производственного процесса для достижения заданной геометрии детали. Основными категориями обрабатывающих инструментов являются:
- Расточные инструменты: они обычно используются в качестве чистового оборудования для расширения отверстий, ранее вырезанных в материале.
- Режущие инструменты: Такие устройства, как пилы и ножницы, являются типичными примерами режущих инструментов. Они часто используются для резки материала с заданными размерами, такого как листовой металл, в желаемую форму.
- Сверлильные инструменты: В эту категорию входят обоюдоострые вращающиеся устройства, которые создают круглые отверстия, параллельные оси вращения.
- Шлифовальные инструменты: Эти инструменты используют вращающийся круг для достижения точной обработки или для выполнения легких надрезов на заготовке.
- Фрезерные инструменты: фрезерный инструмент использует вращающуюся режущую поверхность с несколькими лезвиями для создания некруглых отверстий или вырезания уникальных рисунков из материала.
- Токарные инструменты: Эти инструменты вращают заготовку вокруг ее оси, в то время как режущий инструмент придает ей нужную форму. Токарные станки являются наиболее распространенным типом токарного оборудования.
Виды технологий обработки обжигом
Сварочные и обжиговые станки используют тепло для придания формы обрабатываемой детали. Наиболее распространенные виды технологий обработки сваркой и обжигом включают:
- Лазерная резка: лазерный станок излучает узкий высокоэнергетический луч света, который эффективно плавит, испаряет или сжигает материал. Лазеры CO2 и Nd: YAG являются наиболее распространенными типами, используемыми при механической обработке. Процесс лазерной резки хорошо подходит для придания формы стали или травления рисунков на куске материала. К его преимуществам относятся высококачественная обработка поверхности и исключительная точность резки.
- Кислородно-топливная резка: Также известная как газовая резка, этот метод обработки использует смесь топливных газов и кислорода для расплавления и среза материала. Ацетилен, бензин, водород и пропан часто служат в качестве газовой среды из-за их высокой воспламеняемости. Преимущества этого метода включают высокую мобильность, низкую зависимость от первичных источников питания и возможность резать толстые или твердые материалы, такие как прочные сорта стали.
- Плазменная резка: плазменные горелки зажигают электрическую дугу для преобразования инертного газа в плазму. Эта плазма достигает чрезвычайно высоких температур и подается на заготовку с высокой скоростью, чтобы расплавить ненужный материал. Этот процесс часто используется для обработки электропроводящих металлов, требующих точной ширины разреза и минимального времени на подготовку.
Виды технологий эрозионной обработки
В то время как обжигающие инструменты нагревают излишки заготовки, устройства для эрозионной обработки используют воду или электричество для удаления материала с заготовки. Два основных типа технологий эрозионной обработки — это:
- Водоструйная резка: В этом процессе для прорезания материала используется струя воды под высоким давлением. В поток воды может быть добавлен абразивный порошок для облегчения эрозии. Гидроабразивная резка обычно применяется к материалам, которые могут подвергаться повреждению или деформации в зоне термического воздействия.
- Электроэрозионная обработка (EDM): Также известная как искровая обработка, в этом процессе используются электрические дуговые разряды для создания микрократеров, которые быстро приводят к полному вырезанию. EDM используется в приложениях, требующих сложных геометрических форм из твердых материалов и жестких допусков. EDM требует, чтобы основной материал был электропроводным, что ограничивает его применение сплавами черных металлов.
Обработка с ЧПУ
Обработка с числовым программным управлением (CNC machining) — это автоматизированный метод, который может использоваться в сочетании с широким спектром оборудования. Требуется программное обеспечение и программирование, обычно на языке G-code, чтобы направлять обрабатывающий инструмент при придании обрабатываемой детали формы в соответствии с заданными параметрами. В отличие от ручных методов, обработка с ЧПУ является автоматизированным процессом. Некоторые из его преимуществ включают:
- Высокие производственные циклы: После того, как станок с ЧПУ правильно запрограммирован, ему обычно требуется минимальное техническое обслуживание или время простоя, что позволяет ускорить производительность.
- Низкие производственные затраты: Благодаря скорости оборота и низким требованиям к ручному труду обработка с ЧПУ может быть экономически эффективным процессом, особенно при больших объемах производства.
- Равномерное производство: Обработка с ЧПУ, как правило, отличается точностью и обеспечивает высокий уровень согласованности дизайна изделий.
Прецизионная обработка
Любой процесс механической обработки, требующий необычно малых допусков на резку (как правило, от 0,013 мм до 0,0005 мм) или обработки поверхности тоньше 32 Т, может рассматриваться как разновидность прецизионной механической обработки. Подобно обработке с ЧПУ, прецизионная обработка может применяться к широкому кругу методов изготовления и инструментов. Такие факторы, как жесткость, демпфирование и геометрическая точность, могут влиять на точность резки прецизионным инструментом. Управление движением и способность станка реагировать на высокие скорости подачи также важны при прецизионной обработке.