La lavorazione meccanica è fondamentale per la produzione. Include numerose tecniche di taglio e sagomatura dei materiali, che consentono di realizzare componenti e assemblaggi precisi. Queste operazioni si dividono in due categorie: tradizionali e non tradizionali. I metodi tradizionali includono tornitura, foratura e fresatura. I metodi non tradizionali includono elettroerosione a tuffo, taglio laser e lavorazione chimica.
L'importanza delle lavorazioni meccaniche nella produzione moderna non può essere sopravvalutata. Sono di supporto a molti settori, dall'aerospaziale ai beni di consumo. Sono inoltre fondamentali per la realizzazione di prodotti precisi e di qualità. Nel seguente articolo, Yonglihao Machinery vi illustrerà la classificazione e le differenze delle lavorazioni meccaniche. Lo farà in dettaglio, per aiutarvi a scegliere il metodo di lavorazione più adatto.
Sommario
Che cosa è la lavorazione meccanica?
La lavorazione meccanica è un processo di produzione che prevede la riduzione del materiale. Il processo utilizza tipicamente utensili da taglio, dischi, mole, ecc. per rimuovere il materiale in eccesso da un pezzo. Inoltre, il processo può essere utilizzato per rimuovere il materiale indesiderato e ottenere la forma desiderata del prodotto. Gli oggetti lavorati includono tipicamente piastre, barre, saldature o fusioni.
Esempi di prodotti lavorati meccanicamente includono componenti per autoveicoli, trapani, placche, dadi e bulloni, flange e altri componenti e utensili utilizzati in diversi settori. Di seguito, diamo un'occhiata ai vari processi di lavorazione meccanica.
Tipi di lavorazione
I processi di lavorazione tradizionali e quelli non tradizionali sono i due tipi di lavorazione. Oltre a questi due tipi principali, esistono altri sottotipi che possono contribuire a ottenere il prodotto finale desiderato. Diamo un'occhiata più da vicino a questi processi di lavorazione.
Processi di lavorazione tradizionali
La lavorazione meccanica convenzionale è un metodo di produzione che utilizza un utensile da taglio per entrare in contatto diretto con il pezzo in lavorazione e rimuovere il materiale in eccesso. Questo processo di lavorazione avviene quando l'utensile da taglio è a stretto contatto con il pezzo in lavorazione. I processi di lavorazione meccanica convenzionale includono le seguenti tipologie:
Girando
Durante la tornitura, l'utensile da taglio non si muove, ma il pezzo in lavorazione ruota. Si tratta di un processo di tornitura che utilizza l'utensile da taglio per rimuovere il materiale in eccesso dal pezzo. Inoltre, l'utensile da taglio si muove su entrambi gli assi per tagliare con larghezza e profondità precise.
D'altra parte, la tornitura è ideale per la lavorazione dell'interno o dell'esterno di un materiale. La tornitura eseguita sull'esterno di un oggetto è nota come tornitura frontale, mentre quella eseguita all'interno è nota come tornitura alesatrice.
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Fresatura
La fresatura è un processo che utilizza un utensile rotante per rimuovere materiale dal pezzo in lavorazione. Esistono due tipi principali di fresatura: la fresatura frontale e la fresatura a bramme.
La fresatura frontale è un processo di lavorazione meccanica utilizzato per levigare o livellare la superficie di un pezzo. La fresatura a bramme, invece, è più adatta per il taglio di superfici ampie e piane.
Inoltre, questo tipo di lavorazione prevede un processo complesso. Pertanto, di solito sono necessari diversi utensili speciali per completare il lavoro. Tuttavia, aziende di lavorazioni meccaniche come Yonglihao Machinery possono offrire lavorazioni a 3 assi e Servizi di fresatura CNC a 5 assi, fresatura di pezzi con tolleranze fino a 0,02 millimetri.
Perforazione
La foratura prevede l'utilizzo di punte (utensili da taglio multi-punta) per praticare fori cilindrici in materiali solidi. Inoltre, la punta utilizzata per questo processo presenta due passaggi elicoidali. Questi passaggi aiutano a rimuovere detriti o trucioli dal foro mentre la punta continua a perforare il materiale.
Inoltre, i fori praticati da questo tipo di trapano solitamente facilitano l'assemblaggio dei pezzi. La foratura viene eseguita prima della maschiatura, dell'alesatura o della barenatura per realizzare fori filettati o per garantire che i fori siano della dimensione corretta. Pertanto, la foratura è uno dei processi di lavorazione più importanti.
macinazione
La rettifica è uno dei processi di lavorazione più adatti per migliorare la finitura superficiale dei componenti e le tolleranze. Inoltre, questo processo garantisce uniformità di forma, finitura e dimensioni del componente. È il primo passaggio prima di altre operazioni di finitura come la rettifica e la superfinitura.
I due tipi principali di rettificatrici sono le rettificatrici per piani e le rettificatrici cilindriche. Le rettificatrici per piani asportano piccole quantità di materiale da una superficie piana. Al contrario, le rettificatrici cilindriche rimuovono il materiale da una forma cilindrica.
Segatura
Il taglio a sega consiste nell'utilizzo di utensili da taglio per tagliare materiali più lunghi (come profilati estrusi o barre) in lunghezze più corte. Gli ingegneri utilizzano una varietà di utensili da taglio per il taglio a sega. Alcuni esempi includono seghetti elettrici, seghe circolari e seghe a disco abrasivo.
Inoltre, la velocità di taglio della sega dipende dal materiale da tagliare. Ad esempio, materiali più morbidi, come le leghe di alluminio, richiedono una velocità di taglio di 1000 piedi al minuto o superiore. D'altra parte, alcuni metalli caldi richiedono velocità di taglio inferiori, pari a 30 piedi al minuto.
Brocciatura
La brocciatura è il processo di lavorazione di fori quadrati, scanalati, sedi per chiavette e altre forme utilizzando uno strumento chiamato broccia. Una broccia è un utensile con molti denti disposti in sequenza come una lima. È importante notare che i denti di una broccia sono irregolari, mentre i denti di una lima hanno tutti le stesse dimensioni.
Inoltre, una broccia esegue tagli multipli con profondità di taglio crescente mentre tira o spinge su una superficie o attraverso un foro pilota. La velocità di taglio di una broccia dipende dalla resistenza del materiale. Ad esempio, per i metalli più teneri, sono possibili velocità di taglio fino a 50 piedi al minuto, mentre per i metalli più resistenti, le velocità di taglio scendono a 5 piedi al minuto.
Processi di lavorazione non tradizionali
Questo processo di lavorazione di precisione rimuove il materiale dal pezzo senza toccarlo. In altre parole, gli utensili utilizzati nei processi di lavorazione non tradizionali non devono necessariamente essere a contatto diretto con il materiale da tagliare. Di seguito sono riportati alcuni processi di lavorazione non tradizionali comuni:
Elettroerosione (EDM)
COSÌ, cos'è l'elettroerosione a filo? Il processo di elettroerosione (EDM), noto anche come elettroerosione a tuffo, incisione a matrice, taglio a filo o ablazione a filo, rimuove il materiale erodendolo. Inoltre, questo metodo di lavorazione non richiede l'uso di utensili per toccare l'oggetto in lavorazione. Questo lo rende ideale per la lavorazione di materiali fragili che si danneggiano facilmente.
Inoltre, l'elettroerosione è adatta al taglio di materiali speciali estremamente duri e con tolleranze molto strette. Sebbene l'elettroerosione rimuova il materiale lentamente, i pezzi lavorati con questa tecnologia richiedono solitamente una finitura minima o nulla.
Elaborazione chimica
La lavorazione chimica consiste nel posizionare un oggetto in un bagno contenente una soluzione di incisione. La soluzione di incisione utilizzata in questo processo è solitamente una miscela di acidi forti che reagiscono con il metallo. Immergendo il metallo nella soluzione di incisione, si dissolve uniformemente. Inoltre, affinché il processo chimico proceda senza intoppi, sono necessari serbatoi, serpentine calde, agitatori e pezzi da lavorare.
Inoltre, questo processo è ideale per lavorare materiali duri, fragili e altri materiali difficili. Presenta bassi costi di lavorazione e produce parti lisce e prive di bave. Inoltre, la lavorazione con questo processo consente di risparmiare tempo grazie all'elevata velocità di asportazione del materiale.
Lavorazione elettrochimica (ECM)
La lavorazione elettrochimica (ECM) è anche nota come placcatura inversa. A differenza della placcatura tradizionale, questo processo rimuove materiale dal pezzo anziché aggiungerne. Inoltre, è simile all'EDM perché fa passare una forte corrente elettrica tra un elettrodo e un liquido conduttivo. La differenza è che non produce scintille e non usura gli utensili. Inoltre, non genera diffusione termica o stress meccanico. D'altra parte, l'ECM produce una superficie liscia a specchio e rimuove rapidamente grandi quantità di materiale.
D'altro canto, l'ECM presenta un elevato costo di attrezzaggio iniziale. Tuttavia, questo processo è particolarmente indicato per la produzione di massa. Inoltre, è un processo di lavorazione versatile. Ideale per il taglio di metalli e leghe molto duri, è adatto anche per la lavorazione di forme speciali, piccoli pezzi e fori profondi.
Lavorazione a getto abrasivo
Questo processo di lavorazione non tradizionale utilizza minuscoli abrasivi che si muovono ad alta velocità per colpire il pezzo. Quando queste particelle grossolane, spinte da gas o aria, colpiscono frequentemente il pezzo, staccano piccoli frammenti di materiale. Il getto rimuove quindi i detriti liberi dal pezzo, esponendo una nuova superficie su cui le particelle abrasive possono impattare.
Un vantaggio fondamentale di questo metodo di lavorazione rispetto ad altri è la sua flessibilità. Il tubo flessibile utilizzato in questo processo può trasportare il materiale abrasivo in qualsiasi punto del pezzo da lavorare, comprese aree solitamente difficili da raggiungere con altri metodi di taglio.
Inoltre, la lavorazione a getto abrasivo genera pochissimo calore, evitando così la deformazione di prodotti e componenti durante il processo di produzione. È inoltre uno strumento eccellente per rimuovere le giunzioni da componenti stampati a iniezione e realizzare incisioni durature nei materiali. È inoltre molto efficace nel taglio di lamine metalliche, nella lavorazione di metalli resistenti e nella levigatura di bave di plastica.
Elaborazione ad ultrasuoni
La lavorazione a ultrasuoni utilizza vibrazioni a bassa ampiezza e alta frequenza per tagliare i materiali dalle superfici. Inoltre, il processo avviene con particelle abrasive fini mescolate con acqua per formare una sospensione. La granulometria varia, solitamente tra 100 e 1000.
Inoltre, la lavorazione a ultrasuoni utilizza granuli di dimensioni più piccole e meno calore per creare una superficie liscia. Questo processo è particolarmente adatto per materiali duri o fragili. Inoltre, il suo movimento vibratorio consente di ritagliare facilmente i fori.
Lavorazione a raggio laser (LBM)
La lavorazione a raggio laser (LBM) è un metodo di rimozione del materiale da un pezzo utilizzando energia laser ed energia termica. La lavorazione a raggio laser è ideale per operazioni di foratura e taglio. Può realizzare fori molto piccoli o tagliare forme complesse in materiali duri.
Inoltre, la macchina LBM è efficace per il taglio o l'incisione parziale, la rifilatura dell'acciaio, la regolazione delle resistenze e la tranciatura. D'altra parte, la macchina LBM è veloce e può tagliare angoli poco profondi. Semplifica l'automazione di schemi di taglio complessi. Poiché la macchina LBM è un processo senza contatto, non si verifica usura o rottura dell'utensile durante il processo.
Classificazione dettagliata delle operazioni di lavorazione
Tornitura: tipi, materiali e applicazioni
La tornitura è uno dei metodi di lavorazione più comuni. Asporta materiale ruotando il pezzo e utilizzando utensili da taglio per modellarlo e dimensionarlo. Le operazioni di tornitura possono essere suddivise in tornitura longitudinale, tornitura trasversale, scanalatura e filettatura. Questo metodo di lavorazione è adatto a molti materiali come acciaio, alluminio, rame, ceramica e leghe di magnesio. La tornitura è ampiamente utilizzata nella produzione di componenti di alberi, filettature e parti coniche, tra gli altri. Se hai bisogno di... servizio di tornitura CNC affidabile, allora la tornitura CNC di Yonglihao Machinery è la scelta migliore.
Foratura: importanza, tipologie e confronto tra foratura e maschiatura
La foratura è un metodo di lavorazione utilizzato per creare fori circolari in un pezzo. Si ottiene tagliando il materiale con una punta rotante. Le operazioni di foratura includono la foratura dritta, la foratura profonda e l'alesatura. La foratura e la maschiatura sono diverse. La foratura crea i fori. La maschiatura aggiunge filettature ai fori. La foratura è una fase preliminare in molti processi di produzione ed è fondamentale per l'assemblaggio dei componenti.
Fresatura: funzionamento, utensili e confronto con altri processi
La fresatura rimuove il materiale con una fresa rotante. È ideale per la lavorazione di numerose superfici e forme. Le operazioni di fresatura includono la fresatura piana, verticale, curva e per sedi chiavette. La fresatura offre vantaggi unici rispetto ad altri processi di lavorazione. È ideale per la lavorazione di forme complesse e per ottenere un'elevata precisione. È possibile scegliere tra un'ampia gamma di utensili per fresatura, tra cui frese a candela, frese a testa sferica e frese a spianare. La scelta dovrebbe essere effettuata in base alle esigenze del lavoro da svolgere.
Piallatura, brocciatura e segatura: tecnologie e applicazioni
La piallatura è un metodo di lavorazione per il taglio di ampie superfici piane. È indicata per superfici che necessitano di ulteriore raschiatura. Come la piallatura, la brocciatura è un metodo per realizzare fori e profili complessi. Tuttavia, viene eseguita tirando una broccia con un utensile da taglio multidentato. La segatura è diversa. Serve per ricavare brevi sezioni da barre e profili. Utilizza utensili da sega per tagliare il materiale alla lunghezza desiderata. Questi metodi sono efficaci per determinati lavori. Tra questi lavori rientrano la creazione di sedi per chiavette, fori quadrati, grandi superfici piane e il taglio di materiali.
Vantaggi e svantaggi delle operazioni di lavorazione meccanica
La lavorazione meccanica è fondamentale per la produzione. Ogni metodo ha i suoi pro e contro. La scelta del giusto processo di lavorazione richiede la considerazione di molti fattori. Tra questi: proprietà dei materiali, accuratezza, produttività e costi.
| Processo di lavorazione | Vantaggi | Svantaggi |
| Girando | Ampia gamma di materiali lavorabili/ Elevata efficienza produttiva/ Attrezzature ampiamente disponibili | Spreco di materiale/Costo elevato delle attrezzature/Limitato alle parti rotanti |
| Perforazione | Elevata precisione per i fori/Funzionamento semplice/Adattabile a quasi tutti i materiali | Dimensioni del foro limitate senza ulteriore elaborazione/Limitazioni di profondità |
| Fresatura | Ampia gamma di applicazioni/- Alta precisione/Varietà di utensili da taglio | Elevato costo delle attrezzature/Richiede personale specializzato |
Fattori decisionali per la selezione di un processo di lavorazione
Nella scelta del processo di lavorazione è necessario considerare i seguenti fattori:
- Proprietà del materiale: Scegli il metodo di lavorazione più adatto. In base alla durezza, alla tenacità e alle proprietà del trattamento termico del materiale.
- Requisiti di precisione della lavorazione e qualità della superficie: Per realizzare parti di alta qualità e precisione potrebbero essere necessari metodi di lavorazione specifici.
- Efficienza e costi di lavorazione: Scegli il metodo di lavorazione più economico, in base al lotto di produzione e al budget di spesa.
- Forma e dimensione della parte: Le forme complesse o le parti di grandi dimensioni potrebbero richiedere attrezzature o tecniche di lavorazione speciali.
Considerando tutti questi fattori, il metodo di lavorazione più adatto si adatterà alle esigenze specifiche. Può essere selezionato per garantire qualità ed efficienza.
Riepiloghi
In questo articolo abbiamo esplorato in dettaglio molti aspetti della lavorazione meccanica. Abbiamo incluso una panoramica di operazioni come tornitura, foratura, fresatura, piallatura, brocciatura e taglio. Abbiamo anche discusso i pro e i contro di queste lavorazioni e abbiamo spiegato come scegliere il metodo di lavorazione più adatto alle vostre esigenze produttive.
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Domande frequenti
Che cosa è la lavorazione CNC?
CNC è l'acronimo di Computer Numerical Control, che si riferisce all'uso di computer per automatizzare macchine utensili. Ciò significa che il processo utilizza programmi informatici per controllare macchine utensili come torni, fresatrici e rettificatrici. Questa tecnologia migliora la precisione, l'efficienza e la coerenza della produzione di componenti e prodotti.
Cosa determina la scelta tra processi di lavorazione convenzionali e non convenzionali?
La scelta tra processi di lavorazione convenzionali e non convenzionali è influenzata da diversi fattori:
- Compatibilità dei materiali: La lavorazione meccanica convenzionale può avere difficoltà con materiali duri, fragili o sensibili al calore. I metodi non convenzionali eccellono con questi materiali.
- Geometrie complesse:Le tecniche non convenzionali riescono a gestire più facilmente modelli intricati e forme complesse.
- Finitura superficiale e tolleranze:I metodi non convenzionali consentono di ottenere finiture più fini e tolleranze più strette, ideali per applicazioni critiche.
- Zona termicamente alterata (ZTA):I processi non convenzionali, come il taglio laser, riducono al minimo la ZTA, il che è vantaggioso per i materiali sensibili al calore.
- Velocità ed efficienza: I metodi convenzionali sono più veloci. Tuttavia, i metodi non convenzionali offrono precisione e versatilità. Sono destinati ad applicazioni specifiche.
In che modo il tipo di materiale influenza la lavorazione selezionata?
Il tipo di materiale influenza notevolmente la scelta della lavorazione. Ciò è dovuto a fattori come durezza, fragilità e sensibilità al calore. Queste proprietà potrebbero limitare la lavorazione convenzionale. Pertanto, tecniche non convenzionali come l'elettroerosione a tuffo, il taglio laser o il taglio a getto d'acqua sono più adatte ai materiali difficili da lavorare.
I processi di lavorazione non convenzionali riescono a gestire forme complesse meglio dei metodi convenzionali?
Sì, i processi di lavorazione insoliti sono generalmente più efficaci nel gestire forme complesse. Sono più efficaci nel gestire geometrie complesse rispetto ai metodi convenzionali. Il taglio laser e il taglio a getto d'acqua possono realizzare modelli dettagliati con elevata precisione. Lo fanno senza toccare direttamente il pezzo in lavorazione. Sono ottimi per modellare forme complesse.