La produzione è il cuore di un paese e al centro di essa si trova la tecnologia di lavorazione meccanica. La tecnologia di lavorazione meccanica è il processo di trasformazione delle materie prime in prodotti finiti o componenti. Svolge un ruolo chiave in molti settori, dai piccoli componenti di uso quotidiano ai componenti aerospaziali. La scienza e la tecnologia continuano a svilupparsi. Di conseguenza, la capacità di lavorazione meccanica migliorerà. Di seguito, definiremo la lavorazione meccanica. Parleremo di tipi di tecnologie e processi di lavorazione, materiali e applicazioni. Questo vi fornirà una comprensione approfondita della lavorazione meccanica.
Sommario
Che cosa è la lavorazione meccanica?
La lavorazione meccanica è il processo di creazione di un componente che soddisfi i requisiti di progettazione rimuovendo materiale, aggiungendo materiale o modificandone la forma e le proprietà. Include una varietà di processi come tornitura, fresatura, foratura e rettifica. La lavorazione meccanica comune prevede la rimozione di materiale, ma esistono anche processi di lavorazione che aggiungono materiale. Ad esempio, le stampanti 3D vengono utilizzate per aggiungere materiale. La lavorazione meccanica non si applica solo ai materiali metallici, ma è ampiamente utilizzata anche per materiali non metallici come plastica, legno e ceramica. Poiché può elaborare un'ampia gamma di materiali, è ampiamente utilizzata in vari campi.
Tipi di tecnologia di lavorazione
Esistono due metodi principali di lavorazione: la produzione sottrattiva e la produzione additiva. Quest'ultima consiste nel sottrarre o aggiungere materiale a un componente.
Sottrattivo
I metodi di produzione additiva sono comunemente utilizzati per la prototipazione e la produzione. Consistono nel tagliare via il materiale indesiderato da un blocco più grande per creare la forma desiderata. Questo metodo è anche noto come produzione sottrattiva. Costruisce i pezzi rimuovendo materiale. Ad esempio, Servizi di lavorazione CNC che offriamo sono la produzione sottrattiva.
Additivo
La produzione additiva, nota anche come stampa 3D, è un metodo di produzione relativamente nuovo. Permette di produrre oggetti tridimensionali partendo da un modello computerizzato. Permette ai meccanici di creare oggetti leggeri e resistenti.
Attrezzature comuni per la lavorazione
Poiché la portata delle lavorazioni meccaniche è ampia, anche le attrezzature necessarie sono numerose. Qui, analizzeremo brevemente le attrezzature di lavorazione più comuni utilizzate per ottenere componenti mediante asportazione di materiale.
Tornio
Il tornio è una delle macchine utensili più comuni. Viene utilizzato principalmente per la lavorazione di componenti rotanti come alberi, dischi e boccole. Il pezzo da lavorare viene fissato sul tornio, quindi ruotato e il materiale viene rimosso utilizzando un utensile. Attualmente, a seconda delle diverse strutture e funzioni, i torni possono essere suddivisi in torni ordinari, torni CNC e così via.
Rispetto ai torni tradizionali, i torni CNC offrono numerosi vantaggi. Ad esempio, possono migliorare notevolmente la produttività nella lavorazione di grandi quantità di pezzi. Possono anche lavorare pezzi con forme complesse e con elevata precisione. Pertanto, con il continuo sviluppo della scienza e della tecnologia, l'applicazione dei torni CNC è sempre più ampia. Ad esempio, nell'industria automobilistica, l'albero motore viene lavorato con precisione da un tornio CNC.
Fresatrice
Una fresatrice è anche una delle macchine più comuni per la lavorazione meccanica. A differenza dei torni, gli utensili utilizzati nelle fresatrici sono generalmente rotanti, mentre quelli utilizzati nei torni sono generalmente fissi. Le fresatrici possono lavorare un'ampia gamma di superfici, come superfici piane, scanalature, ingranaggi, superfici elicoidali e così via. Le fresatrici più comuni includono fresatrici verticali, fresatrici orizzontali e fresatrici a portale.
Attualmente, con il continuo aggiornamento di macchine utensili e attrezzature, le fresatrici tradizionali presentano numerosi svantaggi rispetto alle fresatrici CNC. Le fresatrici tradizionali richiedono maggiori requisiti per gli operatori e, per la lavorazione di componenti più complessi, l'efficienza è ridotta. Pertanto, l'uso di fresatrici tradizionali sta gradualmente scomparendo, mentre l'uso di fresatrici CNC sta diventando sempre più diffuso. Nella produzione di stampi, le cavità complesse vengono solitamente lavorate da una fresatrice CNC. Se siete interessati ad alcuni dei processi e delle sfide specifiche della lavorazione CNC, in particolare alla gestione degli spigoli interni acuti, potete consultare il nostro guida completa.
Trapano
Il trapano è utilizzato principalmente per la foratura, ma può essere utilizzato anche per alesatura, smerigliatura e altre operazioni. La dimensione dei fori praticati dai trapani tradizionali varia solitamente da 0,2 a circa 40 millimetri. Se sono necessari diametri di foro maggiori, è necessaria un'attrezzatura di perforazione specializzata.
Poiché nella maggior parte dei pezzi lavorati sono presenti fori di varie dimensioni, i trapani a colonna vengono utilizzati più frequentemente nel processo di lavorazione. Nella scelta del trapano, è importante considerare il materiale da forare e la precisione richiesta per il diametro del foro.
Rettificatrice
Le rettificatrici vengono utilizzate principalmente per rettificare la superficie del pezzo in lavorazione al fine di ottenere una finitura superficiale e una precisione superiori. Pertanto, se i pezzi necessitano di una rettificatrice, il processo richiede elevata precisione e finitura.
La lavorazione con rettificatrice solitamente segue la fresatura o la tornitura, quindi è generalmente l'ultimo processo di lavorazione. La lavorazione con rettificatrice garantisce la precisione finale richiesta per il pezzo. La precisione di lavorazione della rettificatrice può generalmente superare IT6 e il valore di rugosità superficiale Ra può essere inferiore a 0,8 μm. Pertanto, la rettificatrice appartiene a una tipologia di apparecchiature di finitura.
Quali sono i diversi tipi di processi di lavorazione?
Esistono molte diverse lavorazioni e processi, ognuno con uno scopo specifico. Ecco una breve introduzione a queste diverse tipologie di tecnologie di lavorazione:
Girando
Nella tornitura, un utensile da taglio ruota attorno a un asse centrale durante il taglio del pezzo. Questo metodo viene utilizzato per modellare i pezzi in modo simmetrico su entrambi i lati. I processi di tornitura possono essere utilizzati per lavorare i seguenti componenti:
- Componenti del motore
- Componenti della macchina
- Alberi
- Discussioni
- Conicità
Fresatura
Nella fresatura, una superficie di taglio rotante viene spostata rispetto all'oggetto per formare superfici piane di diverse forme. A seconda dell'applicazione, la forma del taglio può essere un semplice taglio dritto o un'area angolata o inclinata. Questo può essere ottenuto con la fresatura a banco fisso, la fresatura a colonna, la fresatura a portale e altri utensili di fresatura. Gli utensili di fresatura possono essere utilizzati per i seguenti scopi:
- Ingranaggi
- Scanalature e scanalature
- Componenti aerospaziali
- Attrezzature agricole
- Ricambi per auto
- Settore energetico
Perforazione
Gli utensili di foratura sono tra le macchine utensili più semplici. Funzionano muovendosi sul pezzo in lavorazione e utilizzando l'utensile di foratura per praticare fori. Questi fori vengono utilizzati per il fissaggio di viti, l'assemblaggio secondario o la decorazione. La foratura può essere utilizzata per i seguenti scopi:
- fori per viti
- Corpi degli iniettori di carburante
- Tubi dello scambiatore di calore
- Estremità del gruppo fluido
- Carrello di atterraggio dell'aereo
Noioso
Gli utensili per la foratura praticano fori in un pezzo in lavorazione di dimensioni maggiori rispetto ai fori già praticati. A questo scopo, si utilizzano utensili da taglio a punta singola o un set di tali utensili. La foratura è simile alla tornitura per alcuni aspetti. La differenza principale è che gli utensili per la foratura lavorano diametri interni, mentre gli utensili per la tornitura lavorano diametri esterni. Gli utilizzi comuni della foratura sono i seguenti:
- Cilindri motore nell'industria automobilistica
- Gru e caricatori terminali
- Estrazione mineraria
- armi da fuoco
Alesatura
L'alesatura è un processo che allarga leggermente il diametro di un foro e ne migliora la finitura superficiale interna. Viene utilizzata quando è richiesto un diametro del foro o una finitura superficiale precisi che non possono essere ottenuti con un trapano. Solitamente, un foro di precisione viene prima forato con un alesatore. Il foro viene quindi allargato alla larghezza precisa e rifinito con un alesatore. Gli alesatori vengono utilizzati per i seguenti scopi:
- Taglio delle viti
- Tornio a torretta
- Rimozione delle sbavature
macinazione
La rettifica rimuove piccole quantità di materiale indesiderato da un pezzo in lavorazione, lo leviga e garantisce misurazioni estremamente precise. Come utensile di rettifica si utilizza una mola con una superficie ruvida. Esistono molti tipi diversi di utensili di rettifica, alcuni dei quali sono manuali e altri controllati da computer. Molte persone utilizzano smerigliatrici angolari, smerigliatrici diritte e smerigliatrici da banco per rettificare i pezzi. La rettifica viene utilizzata per i seguenti scopi:
- Cilindri e pistoni dei freni
- Pistoni dello sterzo idraulico
- Alberi degli ingranaggi
- Trapani chirurgici
- Componenti aerospaziali
- industria del mobile
Piallatura
Con una pialla, è possibile creare una superficie piana su un pezzo in lavorazione. Questa operazione si chiama piallatura. L'azione di taglio di una pialla è causata dal movimento relativo tra un utensile da taglio a punta singola e la superficie. Sono adatte non solo per la piallatura dritta, ma anche per la piallatura a spirale. La piallatura può essere utilizzata per i seguenti scopi:
- Genera una superficie piana per qualsiasi esigenza
- Creazione di più slot contemporaneamente
Segatura
Uno dei primi metodi di lavorazione è la segatura. Si utilizza una lama affilata con denti, ma si possono utilizzare anche fili o catene. La segatura è più comunemente utilizzata nella lavorazione del legno, ma può essere utilizzata anche nella lavorazione dei metalli o nel taglio della pietra. Ecco alcune applicazioni della segatura:
- Taglio del legno
- Costruzione di una casa
- fabbricazione di mobili
- Taglio delle piastrelle
Tecniche di lavorazione della combustione
Il processo di combustione non utilizza utensili da taglio affilati, ma utilizza temperature elevate per rimuovere il materiale. Il materiale fonde quando l'utensile di combustione trasferisce calore al materiale da rimuovere. Il modo in cui il materiale fonde dipende dal tipo di tecnica di combustione. Il processo di combustione avviene solitamente in tre modi:
- Taglio laser: Si tratta di un processo che utilizza un fascio di luce altamente concentrato per rimuovere materiale. Può essere utilizzato per tagliare oggetti in qualsiasi forma desiderata. Questo metodo è adatto alla lavorazione di oggetti sia metallici che non metallici. È uno dei metodi più precisi per tagliare oggetti.
- Taglio al plasma: Questo processo utilizza un flusso di gas ionizzato per fondere e rimuovere il materiale. Poiché il processo richiede che il pezzo in lavorazione sia elettricamente conduttivo, è adatto solo per metalli e leghe conduttivi.
- Taglio ossiacetilenico: Questo metodo di taglio è noto anche come taglio a ossigeno. È un metodo di taglio molto antico. Il materiale viene fuso miscelando aria e un gas combustibile come acetilene, gas naturale, propano o propilene. Questo metodo di taglio non è preciso come il taglio laser o al plasma. Tuttavia, è una tecnica facilmente trasportabile.
Lavorazione CNC
La lavorazione CNC non è un metodo di lavorazione a sé stante. È una tecnologia che può essere utilizzata in combinazione con altri metodi. Inoltre, è l'acronimo di "controllo numerico computerizzato" e consente alle macchine di operare in modo autonomo. È costosa da installare e richiede operatori qualificati. Tuttavia, può far risparmiare tempo e denaro sui progetti. Viene utilizzata in tutte le industrie moderne grazie all'elevata produttività richiesta.
Lavorazione meccanica di precisione
Una forma più avanzata di lavorazione CNC è la lavorazione di precisione. La lavorazione di precisione consente di realizzare prodotti con una precisione estremamente elevata. Utilizza le varie tecniche di lavorazione menzionate in precedenza e garantisce i più elevati standard qualitativi nel campo degli utensili da taglio, degli utensili e in altri settori. Generalmente, la lavorazione di precisione è richiesta in settori in cui è richiesta una precisione di livello micrometrico o nanometrico, come la medicina, l'elettronica, l'aerospaziale, il settore militare e altri settori simili.
Flusso di processo della lavorazione
Nel taglio e nella lavorazione, molti componenti richiedono più di un'attrezzatura. Pertanto, la lavorazione di un componente è suddivisa in più fasi.
Progettazione del processo
Sulla base dei disegni dei componenti forniti dal cliente, gli ingegneri di processo preparano il flusso di processo. Innanzitutto selezionano i metodi di lavorazione, le attrezzature e gli utensili appropriati, quindi sviluppano la sequenza di lavorazione e i parametri di processo. Forniscono le basi di lavorazione agli operatori addetti. Una descrizione passo passo del processo di tornitura CNC può essere trovato nel processo di tornitura CNC.
Preparazione del vuoto
In base ai requisiti dei documenti di processo, selezioniamo il materiale grezzo appropriato. Ad esempio, acciaio, alluminio, barre di rame e ghisa. In base al numero di pezzi lavorati, selezioniamo la quantità di materiale da preparare. Normalmente, prepariamo materiale grezzo extra, 1-2 pezzi in più rispetto alla quantità finale consegnata. Questo evita lo scarto di pezzi durante la lavorazione e ci impedisce di avere un numero di pezzi insufficiente per il cliente.
Lavorazione grezza
La sgrossatura si riferisce al processo di rimozione della maggior parte del materiale in eccesso dalla materia prima o dal pezzo grezzo durante la lavorazione meccanica, per ottenere un pezzo che si avvicini alla forma e alle dimensioni finali. La precisione dimensionale e la finitura superficiale dei pezzi ottenuti dopo questo processo non sono elevate. È caratterizzata da un'elevata capacità di avanzamento e da un elevato numero di utensili.
Semi-finitura
Per migliorare ulteriormente la precisione e la qualità superficiale dei pezzi, la semifinitura è una lavorazione preliminare alla finitura. Per alcuni pezzi che richiedono elevata precisione o sono soggetti a deformazione, si ricorre spesso alla semifinitura per rimuovere il materiale da lavorare prima della finitura. Questa operazione offre due vantaggi. Previene la deformazione del pezzo durante la sgrossatura. Inoltre, riduce parte dello stress di lavorazione, garantendo la precisione. Inoltre, consente di lasciare un sovrametallo uniforme per la finitura. Può anche ridurre l'impatto di alcuni errori che possono verificarsi durante la sgrossatura sulla finitura.
Finitura
La finitura è l'ultima fase della lavorazione meccanica. Consiste nella lavorazione del pezzo con macchinari e tecnologie di lavorazione ad alta precisione, dopo la sgrossatura e la semifinitura. Lo scopo della lavorazione meccanica è ottenere una maggiore precisione dimensionale, una finitura superficiale e una precisione geometrica. I metodi di finitura comunemente utilizzati includono rettifica, lappatura, lucidatura, fresatura di precisione e tornitura di precisione.
Ispezione delle parti
Una volta completata la lavorazione meccanica dei pezzi, questi vengono ispezionati per verificarne dimensioni, forma, precisione di posizionamento e qualità superficiale. Lo scopo dell'ispezione è verificare se i pezzi lavorati non soddisfano i requisiti. È necessario garantire che tutti i pezzi siano realizzati a regola d'arte e impedire che pezzi difettosi arrivino ai clienti. Pertanto, è essenziale eseguire questa fase dell'ispezione dei pezzi.
Quali sono i principali materiali che possono essere lavorati tramite lavorazione meccanica?
Esiste un'ampia varietà di materiali lavorabili, che spazia dai materiali metallici a quelli non metallici. Materiali diversi presentano caratteristiche e scenari applicativi diversi. La scelta del materiale e del processo di lavorazione più adatti è fondamentale per garantire la qualità e le prestazioni del prodotto.
Materiali in acciaio
Ferro e acciaio presentano buone proprietà. Pertanto, trovano un'ampia gamma di applicazioni nell'industria manifatturiera. Ad esempio, l'acciaio al carbonio, con buona resistenza e tenacità e un costo relativamente basso, è ampiamente utilizzato nella produzione di macchinari. L'acciaio legato, con buona resistenza all'usura e alla corrosione, è comunemente utilizzato nella produzione di componenti ad alta resistenza e alta resistenza all'usura, come ingranaggi, alberi, stampi e così via.
Lega di alluminio
La lega di alluminio ha una bassa densità e una buona conduttività elettrica e termica. Presenta inoltre una buona resistenza alla corrosione. È comunemente utilizzata in ambito aerospaziale, automobilistico, elettronico e in altri settori. Ad esempio, per la carrozzeria di un aereo, il mozzo di una ruota di un'automobile, la scocca di un prodotto elettronico e così via.
Lega di rame
L'ottone, con le sue buone prestazioni di taglio e la sua resistenza alla corrosione, è comunemente utilizzato nella produzione di raccordi per tubi, componenti per strumentazione e così via. Il bronzo, grazie all'elevata resistenza e alla buona resistenza all'usura, è comunemente utilizzato nella produzione di cuscinetti, ruote elicoidali, ecc.
Lega di titanio
La lega di titanio presenta eccellenti proprietà come elevata resistenza, bassa densità, resistenza alle alte temperature e alla corrosione. Trova importanti applicazioni in campo aerospaziale e medico, come componenti di motori aeronautici e giunti artificiali. Viene comunemente utilizzata anche la lavorazione meccanica, ma presenta scarse proprietà di lavorabilità.
Altri materiali
Oltre alle quattro categorie di materiali sopra menzionate che utilizzano la lavorazione meccanica, esistono anche tipi di materie plastiche tecniche, compositi, ceramiche e gomma.
Ad esempio, il nylon presente nelle materie plastiche tecniche ha una buona resistenza all'abrasione e alla corrosione e può essere utilizzato per produrre ingranaggi, dadi e così via.
I compositi rinforzati con fibra di carbonio presentano elevata resistenza, elevato modulo elastico e bassa densità e sono ampiamente utilizzati nel settore aerospaziale e nei prodotti sportivi. Ad esempio, nelle ali degli aerei, nei telai delle biciclette e così via.
Le ceramiche di allumina presentano elevata durezza, resistenza alle alte temperature e buone proprietà isolanti, e sono comunemente utilizzate nella produzione di utensili da taglio, componenti resistenti all'usura e così via. La gomma, invece, più comune, può essere utilizzata per la produzione di guarnizioni, componenti antiurto e così via.
Questi materiali possono essere fresati su macchine CNC, che sono in grado di lavorare un'ampia gamma di materiali in modo efficiente e preciso, e materiali adatti alla fresatura su macchine CNC coprono un'ampia gamma di opzioni metalliche e non metalliche.
Principali aree di applicazione della lavorazione meccanica
La lavorazione meccanica ha un'ampia gamma di applicazioni, che copre quasi tutti i settori della produzione. Che si tratti di un settore automobilistico, aerospaziale, delle apparecchiature elettroniche o dei dispositivi medici, la tecnologia di lavorazione meccanica si affida alla produzione di una varietà di componenti e prodotti.
Industria automobilistica
La lavorazione meccanica svolge un ruolo cruciale nell'industria automobilistica. Nel processo di produzione automobilistica, la tecnologia di lavorazione meccanica è ampiamente utilizzata nella produzione di componenti chiave come motori, telai e trasmissioni. Ad esempio, la rotondità e la cilindricità dei cilindri sono garantite dal processo di alesatura per migliorare il rapporto di compressione e la potenza del motore.
Aerospaziale
Anche nel settore aerospaziale, la tecnologia di lavorazione meccanica gioca un ruolo importante. Poiché i componenti aerospaziali richiedono una precisione e una qualità particolarmente elevate, la tecnologia di lavorazione meccanica è ampiamente utilizzata in questo settore. Ad esempio, parti di motori e componenti strutturali di aerei e veicoli spaziali devono essere lavorati con elevata precisione. I servizi di lavorazione CNC ad alta precisione sono fondamentali nel settore aerospaziale e saperne di più... Tecnologia di lavorazione CNC per l'industria aerospaziale garantisce la produzione precisa e la garanzia della qualità di questi componenti critici.
Apparecchiature elettroniche
Nel campo della produzione di apparecchiature elettroniche, molti componenti, come substrati per circuiti integrati, connettori, dissipatori di calore, ecc., devono essere lavorati tramite lavorazione meccanica. Questi componenti devono essere estremamente precisi e le loro superfici devono essere lisce. Questo è fondamentale per le prestazioni e l'affidabilità dei componenti elettronici. Le attrezzature di lavorazione meccanica comunemente utilizzate nella produzione di dispositivi elettronici includono tronchesi e macchine per la lavorazione laser. Queste macchine sono in grado di eseguire lavorazioni ad alta precisione ed efficienza.
Dispositivi medici
Poiché anche i dispositivi medici richiedono elevata precisione e qualità, sono necessarie tecniche di lavorazione meccanica per garantirne la funzionalità e la sicurezza d'uso. Ad esempio, strumenti chirurgici, strumenti odontoiatrici, articolazioni artificiali, ecc. devono essere realizzati tramite lavorazioni meccaniche di precisione.La lavorazione CNC è particolarmente utile nei dispositivi medici, i cui vantaggi garantiscono che questi dispositivi siano funzionali e sicuri da usare.
Ricambi per motociclette
La tecnologia di lavorazione CNC gioca un ruolo importante anche nella produzione di componenti per motociclette. Grazie alla lavorazione CNC di precisione, è possibile realizzare componenti per motociclette personalizzati di alta qualità per soddisfare le esigenze individuali di diversi clienti. Che si tratti di componenti del motore, telai o altri componenti critici, la lavorazione CNC personalizzata garantisce che ogni componente soddisfi i più elevati standard. Utilizzando Tecnologia CNC per parti di motociclette personalizzate La lavorazione meccanica può migliorare notevolmente le prestazioni e l'estetica della tua moto.
Conclusione
Questo documento fornisce una panoramica completa sulla lavorazione meccanica. In primo luogo, ne è stata introdotta la definizione. Successivamente, vengono descritti i quattro tipi più comuni di attrezzature utilizzate nella lavorazione meccanica. Infine, vengono presentati il flusso di processo e i materiali di lavorazione. Infine, vengono discussi i principali campi di applicazione della lavorazione meccanica. In sintesi, la lavorazione meccanica è un aspetto fondamentale dell'industria manifatturiera ed è importante comprenderne le relative conoscenze. Yonglihao Machinery vanta oltre dieci anni di esperienza nel campo della lavorazione meccanica. Se avete esigenze progettuali in questo campo, non esitate a contattarci. Possiamo fornirvi un preventivo gratuito e una consulenza professionale sulla lavorazione meccanica. Non vediamo l'ora di ricevere vostre notizie.
Domande frequenti
Quali parti possono essere lavorate?
Quasi tutti i componenti del settore che richiedono una forma, una dimensione e una precisione specifiche possono essere lavorati meccanicamente. Ad esempio, componenti come alberi, dischi e scatole.
Quanto è precisa la lavorazione?
La lavorazione meccanica può essere molto accurata. Tuttavia, la precisione dipende da molti fattori, tra cui il processo di lavorazione, l'attrezzatura, gli utensili, i materiali e l'abilità dell'operatore.