Производство – это сердце страны, а в основе производства лежат технологии механической обработки. Технология механической обработки – это процесс преобразования сырья в готовые изделия или детали. Она играет ключевую роль во многих отраслях промышленности. Это касается как мелких деталей, используемых в повседневной жизни, так и деталей для аэрокосмической отрасли. Наука и технологии продолжают развиваться, а значит, и производительность механической обработки будет расти. Далее мы дадим определение механической обработки. Мы рассмотрим типы технологий и процессов механической обработки, материалы и области применения. Это позволит вам глубже понять принципы механической обработки.
Оглавление
Что такое механическая обработка?
Механическая обработка — это процесс создания детали, отвечающей требованиям конструкции, путём удаления материала, добавления материала или изменения его формы и свойств. Она включает в себя различные процессы, такие как точение, фрезерование, сверление и шлифование. Обычно механическая обработка подразумевает удаление материала, но существуют и процессы, предполагающие добавление материала. Например, для добавления материала используются 3D-принтеры. Механическая обработка применяется не только к металлическим материалам, но и широко используется для обработки неметаллических материалов, таких как пластик, дерево и керамика. Благодаря возможности обработки широкого спектра материалов, она широко используется в различных областях.
Виды технологий механической обработки
Существует два основных метода обработки: субтрактивное и аддитивное производство. Это процесс, при котором производитель либо удаляет, либо добавляет материал к детали.
Вычитающий
Методы аддитивного производства широко используются для создания прототипов и производства. Они включают в себя удаление ненужного материала из большого куска материала для создания желаемой формы. Этот метод также называется субтрактивным производством. Он позволяет создавать детали путём удаления материала. Например, Услуги обработки на станках с ЧПУ мы предлагаем субтрактивное производство.
Добавка
Аддитивное производство, также известное как 3D-печать, — относительно новый метод производства. Он позволяет создавать трёхмерные объекты на основе компьютерной модели. Он позволяет механикам создавать одновременно лёгкие и прочные изделия.
Общее оборудование для обработки
Поскольку объём обработки велик, требуется также большое оборудование. Здесь мы кратко рассмотрим распространённое оборудование для обработки, используемое для получения деталей путём удаления материала.
Токарный станок
Токарный станок — одно из самых распространённых видов станочного оборудования. Он в основном используется для обработки вращающихся деталей, таких как валы, диски и втулки. Заготовка закрепляется на станке, затем вращается и материал удаляется инструментом. В настоящее время токарные станки, в зависимости от конструкции и назначения, можно разделить на обычные токарные станки, токарные станки с ЧПУ и так далее.
По сравнению с обычными токарными станками, токарные станки с ЧПУ обладают множеством преимуществ. Например, они позволяют значительно повысить производительность при обработке большого количества деталей. Они также позволяют обрабатывать детали сложной формы с высокой точностью. Поэтому, с непрерывным развитием науки и техники, применение токарных станков с ЧПУ растёт. Например, в автомобилестроении коленчатый вал двигателя обрабатывается с высокой точностью на токарном станке с ЧПУ.
Фрезерный станок
Фрезерный станок также является одним из наиболее распространённых видов оборудования для механической обработки. В отличие от токарных станков, инструменты, используемые во фрезерных станках, как правило, вращающиеся, в то время как инструменты, используемые в токарных станках, как правило, не вращаются. Фрезерные станки могут обрабатывать широкий спектр поверхностей, таких как плоские поверхности, канавки, зубчатые колеса, винтовые поверхности и так далее. К распространённым фрезерным станкам относятся вертикально-фрезерные станки, горизонтально-фрезерные станки и портальные фрезерные станки.
В настоящее время, в связи с постоянной модернизацией станков и оборудования, обычный фрезерный станок имеет множество недостатков по сравнению с фрезерными станками с ЧПУ. Обычные фрезерные станки предъявляют более высокие требования к оператору. Кроме того, для обработки некоторых сложных деталей эффективность обработки низкая. Поэтому использование обычных фрезерных станков постепенно сокращается, в то время как фрезерные станки с ЧПУ становятся всё более распространёнными. В производстве пресс-форм сложные полости обычно обрабатываются на фрезерных станках с ЧПУ. Если вас интересуют некоторые специальные процессы и задачи обработки на станках с ЧПУ, особенно обработка острых внутренних углов, вы можете обратиться к нашим… полное руководство.
Сверлильный станок
Сверлильный станок в основном используется для сверления, но также может выполнять зенкерование, зенкерование и другие операции. Диаметр отверстий, просверливаемых обычными сверлильными станками, обычно составляет от 0,2 мм до 40 мм. Для отверстий большего диаметра требуется специализированное сверлильное оборудование.
Поскольку в большинстве обрабатываемых деталей присутствуют отверстия разных размеров, для обработки чаще всего используются сверлильные станки. При выборе сверла учитывайте материал, который будет сверлиться, а также требуемую точность диаметра отверстия.
Шлифовальный станок
Шлифовальные станки в основном используются для шлифования поверхности заготовки с целью повышения её чистоты и точности. Поэтому, если детали требуют шлифовального станка, это означает, что процесс должен быть высокоточным и иметь высокую чистоту.
Обработка на шлифовальном станке обычно следует за фрезерованием или точением, поэтому шлифовальная обработка, как правило, является завершающим этапом механической обработки. Обработка на шлифовальном станке гарантирует требуемую конечную точность детали. Точность обработки на шлифовальном станке обычно превышает IT6, а шероховатость поверхности Ra может быть ниже 0,8 мкм. Таким образом, шлифовальный станок относится к типу финишного оборудования.
Каковы различные типы процессов обработки?
Существует множество различных задач и процессов обработки, каждый из которых имеет определённое назначение. Ниже представлено краткое описание этих различных типов технологий обработки:
Поворот
При точении режущий инструмент вращается вокруг центральной оси, обрабатывая заготовку. Этот метод применяется для симметричной обработки заготовок с обеих сторон. Точение позволяет обрабатывать следующие детали:
- Компоненты двигателя
- Компоненты машин
- Валы
- Темы
- Сужается
Фрезерование
При фрезеровании вращающаяся режущая поверхность перемещается относительно объекта, образуя плоские поверхности различной формы. В зависимости от области применения, рез может быть простым прямым резом, угловым или наклонным. Это можно сделать с помощью фрезерования с неподвижной станиной, колонного фрезерования, портального фрезерования и других фрезерных инструментов. Фрезерные инструменты могут использоваться для следующих целей:
- Шестерни
- Прорезка пазов и канавок
- Аэрокосмические компоненты
- Сельскохозяйственное оборудование
- Автомобильные запчасти
- Энергетический сектор
Бурение
Сверлильные станки — одни из самых простых станков. Они работают, перемещаясь над заготовкой и используя сверло для создания в ней отверстий. Эти отверстия используются для крепления винтов, сборки деталей или декорирования. Сверление может использоваться для следующих целей:
- Отверстия для винтов
- Корпуса топливных форсунок
- Трубы теплообменника
- Концы узла жидкости
- Шасси самолета
Скучный
Расточные инструменты предназначены для сверления отверстий в заготовке большего диаметра, чем уже просверленные. Для этого используются однолезвийные режущие инструменты или наборы таких инструментов. Растачивание во многом похоже на точение. Основное отличие заключается в том, что расточные инструменты обрабатывают внутренние диаметры, а токарные — наружные. Растачивание обычно применяется:
- Цилиндры двигателей в автомобильной промышленности
- Краны и погрузчики
- Горнодобывающая промышленность
- Огнестрельное оружие
Расширение
Развёртывание — это процесс, позволяющий немного расширить диаметр отверстия и повысить качество внутренней поверхности. Развёртывание применяется, когда требуется точный диаметр отверстия или качество поверхности, которые невозможно получить сверлом. Обычно прецизионное отверстие сначала сверлится развёрткой. Затем отверстие расширяется до нужной ширины и обрабатывается развёрткой. Развёртки используются для следующих целей:
- Резка винтов
- Токарно-револьверный станок
- Удаление заусенцев
Шлифование
Шлифование удаляет небольшое количество ненужного материала с заготовки, делает её гладкой и обеспечивает очень точные измерения. В качестве шлифовального инструмента используется шлифовальный круг с шероховатой поверхностью. Существует множество различных типов шлифовальных инструментов, некоторые из которых ручные, а некоторые — с компьютерным управлением. Многие используют угловые шлифовальные машины, прямошлифовальные машины и настольные шлифовальные машины для шлифования. Шлифование применяется для следующих целей:
- Тормозные цилиндры и поршни
- Гидравлические рулевые поршни
- Валы-шестерни
- Хирургические сверла
- Аэрокосмические компоненты
- Мебельная промышленность
Строгание
С помощью рубанка можно создать плоскую поверхность на заготовке. Это называется строганием. Режущее действие рубанка обусловлено относительным движением режущего инструмента с одной режущей кромкой относительно обрабатываемой поверхности. Рубанок подходит не только для прямого, но и для спирального строгания. Строгание можно использовать для следующих целей:
- Создание плоской поверхности для любых требований
- Создание нескольких слотов одновременно
Распиловка
Одним из первых методов механической обработки является пиление. Используется острое лезвие с зубьями, но также могут использоваться проволока или цепи. Пиление чаще всего применяется в деревообработке, но также может применяться в металлообработке и резке камня. Вот некоторые области применения пиления:
- Резка дерева
- Строительство домов
- Изготовление мебели
- Резка плитки
Методы обработки горением
При обработке горением не используются острые режущие инструменты, а вместо этого используются высокие температуры для удаления материала. Материал плавится, когда инструмент горения передает тепло удаляемому материалу. Способ плавления материала зависит от типа метода горения. Обработка горением обычно осуществляется тремя способами:
- Лазерная резка: это процесс, в котором для удаления материала используется высококонцентрированный луч света. С его помощью можно вырезать предметы любой формы. Этот метод подходит для обработки как металлических, так и неметаллических предметов. Это один из самых точных способов резки.
- Плазменная резка: Этот процесс использует поток ионизированного газа для плавления и удаления материала. Поскольку для процесса требуется, чтобы заготовка была электропроводящей, он подходит только для проводящих металлов и сплавов.
- Кислородно-топливная резка: Этот метод резки также известен как кислородная резка. Это очень старый метод резки. Он плавит материал путём смешивания воздуха и горючего газа, например, ацетилена, природного газа, пропана или пропилена. Этот метод резки не такой точный, как лазерная или плазменная резка. Однако он очень портативен.
Обработка на станках с ЧПУ
Обработка с ЧПУ сама по себе не является методом механической обработки. Это технология, которую можно использовать в сочетании с другими методами. Кроме того, её название расшифровывается как «числовое программное управление» и позволяет станкам работать автономно. Её настройка требует больших затрат и квалифицированных операторов. Однако она позволяет сэкономить время и деньги на проектах. Благодаря высокой производительности, она используется во всех современных отраслях промышленности.
Прецизионная обработка
Более продвинутой формой обработки на станках с ЧПУ является прецизионная обработка. Прецизионная обработка позволяет изготавливать изделия с исключительно высокой точностью. Она использует различные методы обработки, упомянутые ранее, и соответствует высочайшим стандартам качества в области режущих инструментов, инструментов и других областях. Как правило, прецизионная обработка применяется в областях, где требуется точность на уровне микрометров или нанометров, например, в медицине, электронике, аэрокосмической промышленности, оборонной промышленности и других подобных областях.
Технологический процесс обработки
При резке и обработке многих деталей требуется более одного оборудования. Поэтому обработка детали делится на несколько этапов.
Проектирование процесса
Инженеры-технологи разрабатывают технологическую схему на основе чертежей деталей заказчика. Сначала выбирают соответствующие методы обработки, оборудование и инструменты, затем разрабатывают последовательность обработки и параметры процесса. Предоставляют операторам-механикам базовые знания по обработке. Пошаговое описание процесса токарной обработки с ЧПУ можно найти в разделе Процесс токарной обработки с ЧПУ.
Подготовка заготовки
В соответствии с требованиями технологической документации выберите подходящий материал заготовки. Например, сталь, алюминий, медный пруток или чугун. Количество материала для подготовки определяется в зависимости от количества обрабатываемых деталей. Обычно мы готовим дополнительные заготовки на 1-2 штуки больше, чем требуется для окончательной поставки. Это предотвращает брак деталей в процессе обработки и не позволяет нам получить слишком мало деталей для заказчика.
Черновая обработка
Черновая обработка – это процесс удаления из исходного материала или заготовки максимального количества излишков материала в процессе механической обработки с целью придания им формы и размеров, близких к окончательным. Точность размеров и чистота поверхности деталей, получаемых в результате этой обработки, невысокие. Характеризуется высокой производительностью инструмента и большими подачами.
Получистовая обработка
Для дальнейшего повышения точности и качества поверхности деталей получистовая обработка используется в качестве подготовки к чистовой обработке. Для некоторых деталей, требующих высокой точности или склонных к деформации, она часто используется для удаления материала перед чистовой обработкой. Это имеет два преимущества: предотвращает деформацию заготовки при черновой обработке, снимает часть технологического напряжения, обеспечивая точность. Кроме того, получистовая обработка позволяет сохранить равномерный припуск на чистовую обработку. Это также снижает влияние некоторых погрешностей, возникающих при черновой обработке, на чистовую обработку.
Отделка
Чистовая обработка – это заключительный этап механической обработки. Это обработка заготовки на высокоточном оборудовании с применением высокоточных технологий после черновой и получистовой обработки. Целью механической обработки является повышение точности размеров, чистоты поверхности и геометрической точности. К наиболее распространённым методам финишной обработки относятся шлифование, притирка, полирование, чистовое фрезерование и чистовое точение.
Проверка деталей
После завершения обработки готовые детали проверяются на соответствие размерам, форме, точности позиционирования и качеству поверхности. Цель проверки — выявить несоответствия обработанных деталей установленным требованиям. Это необходимо для обеспечения качества изготовления всех деталей и предотвращения попадания бракованных деталей к потребителям. Поэтому крайне важно проводить этот этап проверки деталей.
Какие основные материалы можно обрабатывать методом механической обработки?
Существует широкий спектр материалов, подлежащих обработке, от металлических до неметаллических. Разные материалы обладают разными характеристиками и сферами применения. Выбор правильного материала и процесса обработки критически важен для обеспечения качества и производительности продукции.
Стальные материалы
Чугун и сталь обладают хорошими свойствами, поэтому они находят широкое применение в обрабатывающей промышленности. Например, углеродистая сталь, обладающая высокой прочностью и вязкостью при относительно низкой стоимости, широко используется в машиностроении. Легированная сталь с высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью широко используется для изготовления высокопрочных, износостойких деталей, таких как шестерни, валы, пресс-формы и т. д.
Алюминиевый сплав
Алюминиевый сплав обладает низкой плотностью и хорошей электро- и теплопроводностью. Он также обладает хорошей коррозионной стойкостью. Он широко используется в аэрокосмической, автомобильной, электронной и других областях. Например, для изготовления обшивки самолёта, ступицы колёс автомобиля, корпуса электронных устройств и т. д.
Медный сплав
Латунь, обладающая хорошими режущими свойствами и коррозионной стойкостью, широко используется в производстве трубопроводной арматуры, деталей приборов и т. д. Благодаря высокой прочности и износостойкости бронза широко применяется для изготовления подшипников, червячных колёс и т. д.
Титановый сплав
Титановый сплав обладает превосходными свойствами, такими как высокая прочность, малая плотность, жаропрочность и коррозионная стойкость. Он находит важное применение в аэрокосмической и медицинской промышленности, например, в производстве деталей авиационных двигателей и искусственных суставов. Его также часто подвергают механической обработке, однако он обладает низкой обрабатываемостью.
Другие материалы
Помимо вышеперечисленных четырех категорий материалов, подлежащих механической обработке, существуют также такие виды как инженерные пластики, композиты, керамика и резина.
Например, нейлон в составе инженерных пластиков обладает хорошей стойкостью к истиранию и коррозии и может использоваться для изготовления шестеренок, гаек и т. д.
Композиты, армированные углеродным волокном, обладают высокой прочностью, высоким модулем упругости и низкой плотностью и широко используются в аэрокосмической промышленности и производстве спортивных товаров. Например, в крыльях самолетов, велосипедных рамах и т. д.
Керамика на основе оксида алюминия обладает высокой твёрдостью, устойчивостью к высоким температурам и хорошими изоляционными свойствами, поэтому её широко используют для изготовления режущих инструментов, износостойких деталей и т. д. Более распространённая резина, напротив, может использоваться для изготовления уплотнений, амортизирующих деталей и т. д.
Эти материалы можно фрезеровать на станках с ЧПУ, которые способны эффективно и точно обрабатывать широкий спектр материалов, а также материалы, пригодные для фрезерования на станках с ЧПУ охватывают широкий спектр металлических и неметаллических вариантов.
Основные области применения механической обработки
Механическая обработка имеет широкий спектр применения, охватывая практически все сферы производства. Будь то автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, производство электронного оборудования или медицинских приборов, технологии механической обработки используются для производства самых разных деталей и изделий.
Автомобильная промышленность
Механическая обработка играет важнейшую роль в автомобилестроении. В процессе производства автомобилей технология механической обработки широко применяется при изготовлении таких ключевых компонентов, как двигатели, шасси и трансмиссии. Например, расточка обеспечивает круглость и цилиндричность цилиндров, что повышает степень сжатия и выходную мощность двигателя.
Аэрокосмическая промышленность
В аэрокосмической отрасли технологии механической обработки также играют важную роль. Поскольку компоненты аэрокосмической техники требуют особой точности и качества, механическая обработка широко применяется в этой отрасли. Например, детали двигателей и конструктивные элементы самолетов и космических аппаратов требуют высокоточной обработки. Услуги высокоточной обработки на станках с ЧПУ играют ключевую роль в аэрокосмической отрасли, и узнайте больше о… Технология обработки с ЧПУ для аэрокосмической промышленности обеспечивает точность изготовления и контроль качества этих важнейших компонентов.
Электронное оборудование
В сфере производства электронного оборудования многие детали, такие как подложки интегральных схем, разъёмы, радиаторы и т. д., изготавливаются методом механической обработки. Эти детали должны быть очень точными. Их поверхности должны быть гладкими. Это критически важно для производительности и надёжности электронных устройств. Оборудование для механической обработки, обычно используемое в производстве электронных устройств, включает в себя кусачки и лазерные станки. Эти станки обеспечивают высокоточную и высокопроизводительную обработку.
Медицинские приборы
Поскольку медицинские изделия также требуют высокой точности и качества, для обеспечения их функциональности и безопасности использования необходимы методы механической обработки. Например, хирургические инструменты, стоматологические инструменты, искусственные суставы и т. д. должны изготавливаться с использованием высокоточной механической обработки.Обработка на станках с ЧПУ особенно полезна в производстве медицинских приборов., где его преимущества гарантируют, что эти устройства функциональны и безопасны в использовании.
Запчасти для мотоциклов
Технология обработки с ЧПУ также играет важную роль в производстве деталей для мотоциклов. Благодаря прецизионной обработке с ЧПУ можно изготавливать высококачественные детали для мотоциклов на заказ, отвечающие индивидуальным потребностям различных клиентов. Будь то детали двигателя, рамы или другие ответственные детали, обработка на заказ с ЧПУ гарантирует соответствие каждой детали самым высоким стандартам. Технология ЧПУ для изготовления деталей мотоциклов на заказ механическая обработка может значительно улучшить производительность и эстетику вашего мотоцикла.
Заключение
В данной статье представлен всесторонний обзор механической обработки. Сначала дано определение этого термина. Затем описаны четыре распространённых типа оборудования, используемого для механической обработки. Далее представлен технологический процесс и обрабатываемые материалы. В заключение рассматриваются основные области применения механической обработки. Подводя итог, следует отметить, что механическая обработка является ключевой частью обрабатывающей промышленности, поэтому важно понимать соответствующие знания для производства. Компания Yonglihao Machinery имеет более чем десятилетний опыт работы в области механической обработки. Если у вас есть проект, связанный с механической обработкой, свяжитесь с нами. Мы предоставим вам бесплатное коммерческое предложение и профессиональную консультацию по механической обработке. Будем рады вашему обращению.
Часто задаваемые вопросы
Какие детали можно обрабатывать на станке?
Практически все детали, требующие определённой формы, размера и точности, могут быть обработаны на станке. Например, такие детали, как валы, диски и коробки.
Насколько точна обработка?
Обработка на станке может быть очень точной. Однако точность зависит от многих факторов, включая процесс обработки, оборудование, инструменты, материалы и навыки оператора.