Процесс обработки: 3 основных типа и 10 основных процессов

В сложной сфере производства достижение точности деталей зависит от выбора правильного технологического процесса. В данном руководстве рассматриваются три основных типа процессов механической обработки (резка, абразивная и финишная обработка и нетрадиционные), детализация десять основных техник которые инженеры используют для придания материалам нужной формы.

Процессы резки

Процессы резания составляют большую часть механической обработки, опираясь на острые режущие инструменты для приложения механической силы и быстрого удаления материала. Эти методы, включая фрезерование, точение, сверление и растачивание, необходимы для создания базовой геометрии детали и достижения эффективное формование в больших объемах.

1. Фрезерование

Фрезерование является одним из наиболее универсальных и гибких процессов. В нем используется многозубый вращающийся резец, а заготовка или резец перемещаются по нескольким осям (3-осевой или 5-осевой) для точной формовки детали. Этот метод позволяет обрабатывать сложные геометрические формы, что делает его основным выбором для всех сфер - от изготовления пресс-форм до производства аэрокосмических компонентов.

• Ключевая особенность: Высокая многоосевая производительностьПодходит для сложных геометрических форм, таких как плоскости, контуры, пазы и полости.
• Основные приложения: Изготовление пресс-форм, сложных механических кронштейнов и аэрокосмических компонентов.
• Этапы работы:
  1. Зажим деталей: Надежно закрепите заготовку на столе для обеспечения жесткости.
  2. Программирование пути: Определите траекторию движения инструмента и задайте параметры резания (подачу и скорость).
  3. Высокоскоростная резка: Фреза вращается с высокой скоростью, удаляя материал с помощью многоосевых движений.
  4. Управление микросхемами: Постоянно удаляйте стружку и используйте охлаждающую жидкость для контроля теплового расширения.

2. Поворот

Поворот это основополагающий процесс резки, используемый для создания деталей с вращательной симметрией. Заготовка вращается с высокой скоростью, а одноточечный режущий инструмент перемещается вдоль оси или в радиальном направлении для удаления материала с внешней или внутренней поверхности детали.

• Ключевая особенность: Эффективная обработка частей революцииВ первую очередь это внешние и внутренние цилиндрические элементы.
• Основные приложения: Производство валов, резьбы, штифтов и дисков.
• Этапы работы:
  1. Крепление заготовки: Закрепите круглую заготовку в патроне для высокоскоростного вращения.
  2. Настройка и подача инструмента: Неподвижный инструмент перемещается в радиальном или осевом направлении с точно заданной скоростью подачи.
  3. Черновая/финишная обработка: Выполняйте черновую резку с большим удалением материала, а затем точную чистовую резку.
  4. Расставание: После того как деталь сформирована, ее отрезают от исходного материала.

3. Бурение

Бурение это эффективный метод обработки отверстий, предназначенный для создания или увеличения цилиндрических отверстий. В нем используется сверло, которое вращается и подается в осевом направлении в заготовку, обычно используемую для создания мест для последующей сборки.

• Ключевая особенность: Высокая эффективность для создания сквозных или монтажных отверстий; относительно единственная функция.
• Основные приложения: Создание монтажных отверстий для винтов, штифтов или проходов.
• Этапы работы:
  1. Центрирование: Используйте центровочное сверло, чтобы точно определить место входа в отверстие. . Подача сверла: Основное сверло вращается и подает заготовку в осевом направлении.
  2. Бурение Пек: Для глубоких отверстий используйте прерывистое извлечение (бурение пек) для эффективного отвода и охлаждения стружки.
  3. Проверка отверстий: Для точности измерьте диаметр и расположение отверстия.

4. Расточка

Скука это процесс чистовой обработки, направленный на увеличение, уточнение и коррекцию размера, округлости или концентричности существующего отверстия. Для достижения окончательных, высокоточных геометрических требований к отверстию используется одно- или многоточечная расточная линейка.

• Ключевая особенность: Высокая точностьВ основном используется для коррекции геометрической точности, соосности и шероховатости поверхности отверстия, чтобы соответствовать строгим допускам.
• Основные приложения: Обработка отверстий цилиндров двигателей и посадочных мест под подшипники.
• Этапы работы:
  1. Пособие по черновой работе: Убедитесь, что отверстие обработано и остался небольшой припуск для чистовой обработки.
  2. Регулировка расточной линейки: Точная установка диаметра расточного прутка с допуском до микрона.
  3. Финишная обработка с низкой подачей: Жесткая расточная линейка выполняет тонкое резание вдоль стенки отверстия при низкой скорости подачи.
  4. Валидация измерений: Проверьте окончательный размер и форму отверстия с помощью точных измерительных приборов (например, пневматических манометров).

Абразивные и отделочные процессы

Абразивные и отделочные процессы удаляют материал с чрезвычайно малым шагом благодаря действию абразивные частицы. Эти методы обычно следуют за первоначальным разрезанием, направленным на максимизацию шероховатость поверхности, точность размеров и геометрическая точность-Они являются ключом к соблюдению самых строгих требований к допускам.

5. Шлифование

Шлифование - это высокоточный метод обработки, особенно подходящий для твердых материалов. При этом используется высокоскоростной вращающийся шлифовальный круг с абразивными частицами для удаления материала посредством микросрезания и трения, что приводит к исключительно высокой чистоте поверхности и точности размеров.

• Ключевая особенность: Подходит для чрезвычайно твердые материалы (например, из закаленной стали), обеспечивая превосходное обработка поверхности и точность размеров.
• Основные приложения: Обработка шейки вала, кромки прецизионного инструмента и дорожек качения подшипников.
• Этапы работы:
  1. Выбор и балансировка колес: Выберите подходящий тип абразива, зернистость и связка для материала и сбалансируйте колесо.
  2. Колесная правка: Периодически обработка поверхности колеса чтобы обнажить новые острые абразивные частицы.
  3. Высокоскоростной контакт: Диск вращается с высокой скоростью, контактируя с заготовкой с минимальной подачей для удаления материала.
  4. Постоянное охлаждение: Используйте обильные охлаждающая жидкость для контроля термического повреждения и предотвращения прожогов и микротрещин.

6. Хонингование

Хонингование - это процесс суперфинишной обработки, применяемый в первую очередь к внутренней поверхности отверстий. При этом используется хонинговальная головка и абразивные бруски для медленного возвратно-поступательного резания стенок отверстия, улучшающего округлость и текстуру поверхности за счет удаления мелких дефектов.

• Ключевая особенность: Форма суперфинишВ основном используется для улучшить округлость и текстуру поверхности отверстия.
• Основные приложения: Обработка гильз цилиндров и отверстий гидравлических клапанов.
• Этапы работы:
  1. Установка хонинговальной головки: Вставьте оснащенную абразивными камнями хонинговальную головку в предварительно обработанное отверстие.
  2. Давление и смазка: Камни расширяются под контролируемым давлением при подаче специализированного хонинговального масла.
  3. Составное движение: Хонинговальная головка совершает медленное вращательное и осевое возвратно-поступательное движение.
  4. Узор крест-накрест: Точное управление соотношением скоростей для формирования оптимального перекрёстная штриховка на стенке для удержания смазки.

7. Притирка

Притирка - это еще один процесс суперфинишной обработки, используемый для достижения чрезвычайно высокой плоскостности и чистоты поверхности. При этом используется притирочный инструмент (притирочная пластина) и абразивная суспензия, удаляющая микроскопическое количество материала за счет свободного истирания.

• Ключевая особенность: Достигает чрезвычайно высоких плоскостность и чистота поверхностиУдаление минимального количества материала.
• Основные приложения: Отделка оптических поверхностей, уплотнительных поверхностей клапанов и поверхностей блока манометров.
• Этапы работы:
  1. Подготовка суспензии: Смешайте ультрамелкие абразивные частицы с жидкостью, чтобы получить притирочную суспензию.
  2. Применение шлама: Равномерно нанесите притирочный раствор на поверхность притирочной пластины.
  3. Свободное истирание: Заготовка перемещается по поверхности пластины в произвольном порядке для обеспечения нефиксированного, неповторяющегося относительного движения.
  4. Окончательная очистка: Тщательно очистите заготовку, чтобы удалить все остатки абразивных частиц.

Нетрадиционные процессы

Специальные и нетрадиционные процессы не опираются на обычные силы резания. Вместо этого они используют специализированные физические воздействия, такие как электрическая, световая или химическая энергия для удаления материала. В основном они используются для обработки сверхтвердые или хрупкие материалы, или для создания сложные микроструктуры с которыми не могут справиться обычные методы.

8. Электроэрозионная обработка (EDM)

EDM это бесконтактный процесс, при котором материал удаляется с использованием электрической энергии, а не механической силы. Он работает с любым электропроводящим материалом и особенно эффективен при обработке материалов высокой твердости и сложных полостей.

• Ключевая особенность: Бесконтактный процессРаботает со всеми проводящими материалами, отлично справляется с механической обработкой высокотвердые материалы и глубокие, узкие полости.
• Основные приложения: Изготовление прецизионных пресс-форм и сложных внутренних элементов.
• Этапы работы:
  1. Изготовление электродов: Создайте необходимые медный или графитовый электрод в качестве инструмента.
  2. Диэлектрическое погружение: Погрузите заготовку и электрод в изолирующая диэлектрическая жидкость.
  3. Импульсный разряд: Применяет высокочастотное импульсное напряжение между электродом и заготовкой, создавая искры, которые расплавляют или испаряют материал.
  4. Промывка: Диэлектрическая жидкость постоянно циркулирует, чтобы смыть выветрившийся материал (шлак) и охладить зазор.

9. Обработка лазерным лучом (LBM)

LBM - это бесконтактный процесс, в котором для удаления материала используется высокоэнергетический луч света. Сфокусированный луч использует тепловую энергию для расплавления и испарения заготовки, что делает его пригодным для точной резки и сверления микроотверстий в различных материалах.

• Ключевая особенность: БесконтактныйНебольшая зона термического воздействия, подходит для различных материалов, превосходит резка тонких листов и сверление микроотверстий.
• Основные приложения: Точность маркировка, резка тонких листов и сверление сверхтонких отверстий.
• Этапы работы:
  1. Фокусировка луча: Высокоэнергетический лазер фокусируется до чрезвычайно малого размера пятна с помощью оптической системы.
  2. Позиционирование с ЧПУ: Компьютер управляет движением луча или сцены по запрограммированной траектории.
  3. Удаление материала: Сфокусированный луч мгновенно испаряет или расплавляет материал.
  4. Assist Gas: Для удаления расплавленного материала и обеспечения чистоты реза подается струя вспомогательного газа (например, азота или кислорода).

10. Ультразвуковая обработка (USM)

USM - это уникальный нетрадиционный процесс, используемый в основном для обработки хрупких материалов. В нем используется головка инструмента, вибрирующая на ультразвуковой частоте, для подачи абразивной суспензии, которая с высокой скоростью воздействует на заготовку, удаляя материал.

• Ключевая особенность: Подходит для хрупкие материалы таких как стекло, керамика и цементированные карбиды.
• Основные приложения: Создание микроструктур и сверление некруглых отверстий в хрупких материалах.
• Этапы работы:
  1. Настройка инструментальной головки: Установите на преобразователь инструментальную головку, соответствующую требуемой форме детали.
  2. Перекачка шлама: Насос абразивная суспензия в зазор между головкой инструмента и заготовкой.
  3. Ультразвуковая вибрация: Головка инструмента вибрирует с ультразвуковой частотой (обычно 15-30 кГц).
  4. Абразивное воздействие: Вибрирующий инструмент приводит в движение абразивные частицы, которые ударяются о поверхность заготовки, обеспечивая удаление материала на микроскопическом уровне.

Основные различия между тремя категориями процессов

После рассмотрения уникальных принципов и способов применения каждой из десяти техник важно понять, как сопоставляются три основные категории - режущие, абразивные и нетрадиционные. Понимание этих фундаментальных различия для инженеров и дизайнеров очень важно сделать правильный компромисс между стоимостью, скоростью и точностью на начальном этапе проектирования. В таблице ниже приведены их основные отличия.

Категория	Основной принцип	Типичная скорость обработки	Точность и обработка поверхности	Диапазон применяемых материалов
Резка (Фрезерный, токарный, сверлильный, буровой)	Механические ножницы (с использованием острых инструментов)	Высокая (подходит для быстрого удаления сыпучих материалов)	От среднего до высокого (используется для черновой обработки и умеренных требований к допускам)	Большинство металлов, сплавов и пластмасс
Абразивные и отделочные материалы (Шлифовка, оттачивание, притирка)	Микроабразивная резка/фрикцион (с использованием связующего или сыпучего зерна)	Низкая (минимальное удаление материала, трудоемкость)	Экстремально высокая (используется для самых высоких допусков и шероховатости поверхности)	Чрезвычайно твердые материалы (например, закаленная сталь, карбиды)
Нетрадиционные (EDM, LBM, USM)	Удаление энергии (Электрические, оптические, механические колебания)	От среднего до высокого (зависит от процесса и материала)	От среднего до высокого (может обрабатывать сложные формы; отделка может потребовать дополнительной работы)	Сверхтвердые, с высокой температурой плавления, проводящие или хрупкие материалы

Заключение

Современная механическая обработка - это точная система, состоящая из различных процессов. От резка для быстрого придания формы, для абразивная обработка для сверхвысокой точности, и нетрадиционные Методы для сложных материалов и микроструктур, каждая техника имеет незаменимое значение. Понимание принципы и этапы работы является ключом к оптимизации конструкции, контролю затрат и гарантии качества конечного продукта. Выбор правильной комбинации процессов позволяет добиться максимальной эффективности при соблюдении всех проектных спецификаций.

Поиск партнеров по производству и техническая оптимизация

Ваши проекты требуют баланса между техническими задачами и коммерческой эффективностью. Если вы оцениваете целесообразность создания сложной детали или вам необходимо оптимизировать существующие конструкции для снижения производственных затратПожалуйста свяжитесь с нашим техническим специалистомl консультационная команда. Мы используем наш глубокий опыт, чтобы предоставить вам наиболее подходящие решения по планированию процессов и индивидуальному производству.

[Получить цену]