Avtomobilski motorji, deli letal in ohišja mobilnih telefonov, ki jih vidimo vsak dan, so skoraj vsi odvisni od strojne obdelave. Preprosto povedano, strojna obdelava vključuje vzetje surovega kovinskega surovca in uporabo različnih strojnih orodij in rezalnikov za odstranjevanje odvečnega materiala ter oblikovanje v posebne dimenzije in oblike, ki jih zahtevajo načrti.
Pregled 7 običajnih metod obdelave - Zhihu
Čeprav vsi vključujejo rezanje, se metode, kot so struženje, rezkanje, skobljanje, brušenje, vrtanje in vrtanje, bistveno razlikujejo po tehnikah rezanja, uporabljeni opremi in vrstah nalog, ki jih lahko opravljajo.
Najprej razjasnimo koncept: natančnost obdelave.
Preden razpravljamo o metodah obdelave, moramo razumeti izraz "natančnost".
Natančnost se nanaša na razliko med dimenzijami končnega dela in tistimi, določenimi v načrtu. Manjša kot je razlika, večja je natančnost. Nacionalni standardi razvrščajo natančnost v 20 razredov, od IT01 do IT18; nižja številka pomeni višjo natančnost, višja številka pa manjšo natančnost.
Mehanski deli, ki se uporabljajo v splošnih tovarnah, imajo običajno natančnost okoli IT7, medtem ko deli kmetijskih strojev običajno okoli IT8.
Drug ključni pokazatelj je površinska hrapavost-v bistvu, kako gladka ali ravna je površina dela. Izmeri se v mikrometrih (μm); nižja kot je vrednost, bolj gladka je površina.
I. Struženje – Rezanje med vrtenjem
Pri struženju se obdelovanec vrti, medtem ko rezalno orodje miruje.
Med postopkom struženja je obdelovanec vpet na vreteno stružnice in se vrti z veliko hitrostjo, medtem ko se rezalno orodje premika linearno po površini obdelovanca in plast za plastjo odstranjuje odvečni material.
Za kaj je stružnica najbolj primerna? Deli z rotacijsko simetrijo, kot so gredi, diski in tulci. Preprosto povedano, skoraj vse, kar je oblikovano kot valj, se izdela na stružnici. Komponente, kot so ročične gredi motorja in obroči ležajev, so odvisni od struženja.
CK61350 CNC težka-horizontalna stružnica (tri-vodila)_Dezhou Zhongtuo Machine Tool Manufacturing Co., Ltd.
Natančnost struženja se običajno giblje od IT8 do IT7, s površinsko hrapavostjo med 1,6 in 0,8 mikrometra. Z natančnim struženjem je mogoče natančnost izboljšati na IT6–IT5, hrapavost pa zmanjšati na 0,4–0,1 mikrometra. Pri obdelavi -neželeznih kovin na visoko{11}}precizni stružnici z uporabo diamantnega orodja je lahko nastala površina sijoča kot ogledalo; ta proces je znan kot "obračanje zrcala".
Stružnice ponujajo še eno prednost: možnost izvajanja različnih nalog preprosto z menjavo orodja. Z montažo zunanjega stružnega orodja lahko obdelamo zunanje premere; vrtalna palica omogoča obdelavo notranjih izvrtin; in orodje za rezanje navojev omogoča rezanje navojev. Ena sama standardna vodoravna stružnica lahko izvaja široko paleto obdelovalnih operacij.
II. Rezkanje – sočasno rezanje z več-rezkalniki
Pri rezkanju se rezalno orodje vrti, medtem ko obdelovanec miruje ali se premika počasi.
Pri rezkanju se uporabljajo -orodja z več zobmi-natančneje rezkarji-, kjer vsak zob izvaja rezanje, ko se orodje vrti. Zaradi prisotnosti več zob in odsotnosti "prostega povratnega giba", ki ga najdemo pri skobljanju, nudi rezkanje visoko učinkovitost.
Kaj zmorejo rezkalni stroji? Lahko obdelujejo ravne površine, utore, stopnice, zobnike, zlepke, navoje in kompleksne površine kalupov-skoraj vse. Posledično velja rezkanje za najbolj vsestranski obdelovalni postopek.
Večosna obdelava Mastercam- – rešitve in tehnike za učinkovito kompleksno površinsko obdelavo (kitajsko spletno mesto Mastercam)
Rezkanje običajno doseže ravni natančnosti od IT8 do IT7 in vrednosti površinske hrapavosti med 6,3 in 1,6 mikrometra. CNC rezkalni stroji ponujajo višjo natančnost, saj dosežejo raven 0,01-milimetra, medtem ko lahko petosni simultani CNC rezkalni stroji dosežejo natančnost pozicioniranja ±0,002 milimetra.
Kakšna je glavna razlika med struženjem in rezkanjem? Struženje je primerno za cilindrične in simetrične dele, medtem ko je rezkanje idealno za kvadratne, ravne ali nepravilne dele s kompleksnimi značilnostmi. Na splošno je gred stružena, kvadratni blok z zarezami pa rezkan.
III. Vrtanje – specializirano za izdelavo lukenj
Vrtanje vključuje vrtenje vrtljivega svedra, ki napreduje v trden material, da ustvari luknjo.
Vrtanje je najbolj osnovna metoda za izdelavo lukenj. Izvaja se lahko na namenskih vrtalnih strojih ali na stružnicah, vrtalnih in rezkalnih strojih.
Z3050×16 Nizko{2}}hitrostni-radialni vrtalni stroj – Tengzhou Gaodi Machine Tool Co., Ltd.
Vendar ima vrtanje lastno pomanjkljivost: omejeno natančnost. Ker so svedri dolgi in vitki, nimajo togosti in se med delovanjem radi{1}}odmaknejo od središča. Vrtanje na splošno zagotavlja natančnost le od IT13 do IT11, s površinsko hrapavostjo od 50 do 12,5 mikrometrov. Čeprav nekateri viri trdijo, da lahko doseže IT10, je to optimistična ocena.
Zato se izvrtana luknja običajno obravnava kot grobo-obdelan element. Če je potrebna visoka natančnost, mora biti luknja podvržena nadaljnjim končnim postopkom, kot sta vrtanje ali povrtavanje.
IV. Vrtanje – prečiščevanje luknje
Vrtanje vključuje obdelavo obstoječe luknje, da postane večja, okrogla in bolj gladka.
Uporabljeno orodje se imenuje vrtalna palica (ali vrtalno orodje); običajno je eno{0}}točkovno orodje, nameščeno na palici, ki sega v luknjo za izvajanje rezanja.
Največja prednost vrtanja je, da premer izvrtine ni strogo omejen z velikostjo orodja. Pri vrtanju je velikost luknje določena s premerom svedra, medtem ko vrtalno orodje omogoča nastavljivo globino reza v določenem območju, kar ponuja veliko večjo prilagodljivost.
Vrtanje lahko doseže natančnost od IT9 do IT7 in površinsko hrapavost od 2,5 do 0,16 mikrometra. Natančno vrtanje lahko doseže IT7 do IT6, s stopnjami hrapavosti med 0,63 in 0,08 mikrometra.
Postopek obdelave, za katerega ste morda že slišali, a ga še niste videli: dolgočasna-izkušnja-odpiranja oči (videoposnetek Tencent).
Razlika med vrtanjem in vrtanjem je preprosta: vrtanje ustvari novo luknjo v trdnem materialu, vrtanje pa poveča in izboljša obstoječo luknjo. Ena spremeni "nič v nekaj", medtem ko druga spremeni "grobo v prefinjeno".
V. Skobljanje – strganje nazaj-in-nazaj
Skobljanje vključuje premikanje orodja naprej in nazaj v ravni črti po površini obdelovanca, podobno kot mizarsko skobljanje lesa.
Obstajata dve glavni vrsti skobeljnikov: skobeljni stroj (ali izmenični skobeljni stroj) in portalni skobeljni stroj. Oblikovalniki so primerni za majhne do srednje-obdelovance, medtem ko so portalni skobeljniki zasnovani za velike obdelovance.
Skobljanje se uporablja predvsem za obdelavo ravnih površin in ravnih utorov. To je običajna metoda za obdelavo vodil velikih obdelovalnih strojev.
Portalni skobeljni stroj
Skobljanje običajno doseže natančnost od IT9 do IT7 in površinsko hrapavost od 6,3 do 1,6 mikrometra. Grobo skobljanje je manj natančno (IT12 do IT11), medtem ko lahko končno skobljanje doseže IT8 do IT7.
Vendar ima skobljanje pomembno pomanjkljivost: nizko učinkovitost. Med izmeničnim gibanjem skobeljnika se polovica giba porabi v prostem teku-brez dejanskega dela. Posledično se v masovni proizvodnji skobljanje vedno bolj nadomešča z rezkanjem. Danes se skobljanje uporablja predvsem za eno-kos ali malo-serijsko proizvodnjo in za obdelavo ravnih površin na velikih komponentah.
VI. Brušenje-Natančnost, dosežena z abrazijo
Brušenje vključuje uporabo abrazivnega kolesa za odstranitev tanke plasti materiala s površine obdelovanca.
Obdelovanci, namenjeni za brušenje, so bili običajno kaljeni (utrjeni) in imajo visoko trdoto; ker jih standardna orodja za struženje ali rezkanje ne morejo učinkovito rezati, so potrebna brusilna kolesa.
Brušenje je natančen končni postopek, s katerim je mogoče doseči visoko natančnost-običajno v razponu od IT8 do IT5 ali več-z vrednostmi površinske hrapavosti med 1,25 in 0,16 mikrometra. Natančno brušenje lahko doseže 0,16 do 0,04 mikrometra, ultra-natančno brušenje 0,04 do 0,01 mikrometra, zrcalno-končno brušenje pa lahko doseže ravni pod 0,01 mikrometra.
[Slika]
Čeprav brušenje ponuja visoko natančnost, je zanj značilna nizka učinkovitost in visoki stroški. Zato je običajno zadnji korak v zaporedju obdelave; začetno oblikovanje se izvede s struženjem, rezkanjem ali skobljanjem, pri čemer ostane majhna količina materiala (dodatek) za končno brušenje.
Povzetek
Vsak od teh šestih načinov obdelave ima svojo posebno uporabo:
Struženje: primarna metoda za rotacijske dele, kot so gredi, diski in puše.
Rezkanje: Najbolj vsestranska metoda, ki se uporablja za ravne površine, utore, zobnike zobnikov in zapletene ukrivljene površine.
Vrtanje: uporablja se za ustvarjanje novih lukenj; izhodišče za obdelavo lukenj.
Vrtanje: uporablja se za povečanje in izboljšanje obstoječih lukenj; ponuja veliko večjo natančnost kot vrtanje.
Skobljanje: Uporablja se za ravne površine in ravne utore; nizka učinkovitost, vendar primerna za velike komponente.
Brušenje: zadnji zaključni korak; uporablja se za visoko{0}}trdote materialov in dosega največjo natančnost.
Deli znotraj enega stroja pogosto zahtevajo kombinacijo teh metod. Na primer, gred se lahko najprej struži v obliko, nato izvrta in na koncu njen zunanji premer brusi-postopoma-za-korakom skozi grobo obdelavo, pol-končno obdelavo in končno obdelavo.
Z napredkom tehnologije CNC in inteligentne proizvodnje se te tradicionalne metode obdelave redefinirajo. Obdelovalni centri za struženje in rezkanje lahko združijo operacije struženja in rezkanja v enem stroju. Pet{3}}osna CNC obdelovalna orodja omogočajo obdelavo več površin v eni nastavitvi. Tehnologija umetne inteligence lahko celo omogoči strojnim orodjem, da samostojno optimizirajo poti obdelave, kar zmanjša odvisnost od izkušenj veteranskih strojnikov. Stroji se razvijajo, vendar se temeljna logika,-ki določa, kateri način rezanja uporabiti za določeno obliko-se kratkoročno ne bo spremenila.
