Традиционные и нетрадиционные виды обработки

Существуют различные способы или методы обработки, которые подразделяются на традиционные и нетрадиционные. Производство или производство можно просто определить как процессы добавления стоимости, в которых сырье с низкой полезностью и ценностью преобразуется в высокополезные и ценные продукты с определенными размерами, формами и отделкой, придающие некоторую функциональную способность из-за неадекватных свойств материала и плохого или неправильного размера. форма и отделка.

В этой статье вы познакомитесь с традиционными и нетрадиционными типами процессов обработки и их операций.

Типы процессов обработки

Процессы обработки делятся на две категории; обычные и нетрадиционные процессы обработки.

Обычная обработка:

Обычный процесс обработки — это процесс, при котором обработка выполняется традиционным способом, то есть без использования каких-либо сложных методов. В результате этот метод обработки также известен как традиционная обработка. В этом методе обработки используются острые режущие инструменты, такие как конусный инструмент в токарном станке для сужения. Ниже приведены типы обычных процессов механической обработки:

Токарный станок

Горизонтальный токарно-карусельный станок, часто называемый моторным токарным станком, является наиболее важным из всех станков. Многие из его основных механических принципов включены в конструкцию других станков, что делает его отцом всех других станков. Токарный станок представляет собой простой станок, который можно использовать для ряда операций, включая токарную обработку, торцевание и сверление. Он точит и растачивает одноточечным режущим инструментом. Токарные операции включают в себя точение прямых или конических цилиндрических форм, канавок, заплечиков и резьбы, а также наплавку плоских поверхностей на торцах цилиндрических деталей и предполагают срезание лишнего металла с наружного диаметра заготовки в виде стружки. Наиболее распространенные операции по обработке отверстий, такие как сверление, растачивание, развертывание, зенкерование, зенкерование и нарезание резьбы одноточечным инструментом или метчиком, входят в операции по внутренней цилиндрической обработке.

Шлифовальные станки

В шлифовальных станках используется вращающийся абразивный круг, также известный как шлифовальный круг или абразивная лента, для удаления микроскопической стружки с металлических деталей. Наиболее точным из всех основных методов механической обработки является шлифование. Твердые или мягкие предметы шлифуются с допусками плюс-минус 0,0001 дюйма на современных шлифовальных станках (0,0025 миллиметра). (1) гладкие цилиндрические, (2) внутренние цилиндрические, (3) бесцентровые, (4) плоскошлифовальные, (5) ручные, (6) специальные и (7) шлифовальные станки с абразивной лентой являются одними из наиболее распространенных типов. шлифовальных станков.

Формирователи и строгальные станки

Одноточечные инструменты используются для обработки плоских поверхностей, канавок, уступов, Т-образных пазов и угловых поверхностей во время операций формообразования и строгания. Самые большие формообразователи могут обрабатывать детали длиной до 36 дюймов и имеют ход резания 36 дюймов. Режущий инструмент формовочного станка колеблется, вырезая при прямом ходе и автоматически подавая заготовку к инструменту при обратном ходе. Планировочные машины похожи на формовщики; однако они могут обрабатывать более длинные заготовки. Некоторые планировщики могут резать детали длиной до 50 футов. Заготовка удерживается на месте возвратно-поступательным столом, который перемещает ее под режущим инструментом. После каждого рабочего хода этот инструмент, который остается неподвижным во время рабочего хода, автоматически подается в заготовку.

Фрезерные станки

В этих типах процессов обработки заготовка подается против вращающегося режущего инструмента, называемого фрезой во фрезерном станке, который режет металл. Для широкого спектра фрезерных работ предлагаются фрезы различных форм и размеров. Плоские поверхности, канавки, уступы, наклонные поверхности, ласточкины хвосты и Т-образные пазы вырезаются на фрезерных станках. Для нарезания вогнутых форм и выпуклых канавок, скругления углов и нарезания зубьев шестерен применяют различные фрезы с фасонными зубьями. Фрезерные станки бывают разных типов, которые можно разделить на следующие категории:(1) стандартные коленно-колонные станки, включая горизонтальные и вертикальные версии; (2) стационарные или производственные машины; и (3) специальные фрезерные станки.

Сверлильные станки

Сверлильные станки, также известные как сверлильные станки, используют спиральное сверло для проделывания отверстий в металле. Они также используют ряд других режущих инструментов для выполнения основных операций по обработке отверстий, таких как развертывание, растачивание, раззенковка, зенкерование и нарезание внутренней резьбы с помощью приспособления для нарезания резьбы.

Прессы

Резка, вырубка, формование, волочение, гибка, ковка, чеканка, осадка, отбортовка, сжатие и ковка — вот некоторые из операций, используемых для изготовления металлических деталей. Все эти операции требуют наличия прессов с подвижным ползунком, который можно прижимать к наковальне или основанию. Гравитация, механические соединения, гидравлические или пневматические системы могут использоваться для приведения в действие движущегося поршня.

Нетрадиционная обработка:

Традиционные процессы обработки основаны на идее, что инструмент прочнее, чем заготовка. Однако некоторые материалы слишком твердые или хрупкие, чтобы их можно было обрабатывать традиционными методами. Например, использование чрезвычайно твердых сплавов на основе никеля и титана в авиационных двигателях вызвало интерес к нетрадиционным методам обработки, в частности к «электрическим методам». Ниже приведены различные типы нетрадиционных методов обработки:

Электронно-лучевая обработка (ЭЛП)

В любом материале процесс EBM используется для вырезания мелких отверстий и пазов. Пучок высокоскоростных электронов фокусируется на заготовке в вакуумной камере. Когда электроны сталкиваются с заготовкой, их кинетическая энергия преобразуется в тепло, которое испаряет небольшие части материала. Из-за столкновений с молекулами газа электроны не рассеиваются в вакууме. EBM может вырезать отверстия диаметром до 0,001 дюйма (0,025 мм) или прорези шириной до 0,001 дюйма в материалах толщиной до 0,250 дюйма (6,25 миллиметра). В полупроводниковом секторе EBM также используется в качестве альтернативы методам производства световой оптики.

Электроискровая обработка (EDM)

Электроэрозионная обработка — это процесс разрушения электропроводящих материалов, таких как закаленная сталь или карбид, путем направления высокочастотных электрических искровых разрядов от инструмента из графита или мягкого металла, который служит электродом. Электрод и заготовка погружаются в диэлектрическую жидкость, а механизм подачи поддерживает искровой промежуток между электродом и заготовкой от 0,0005 до 0,020 дюйма (от 0,013 до 0,5 миллиметра). Частицы вымываются, когда искровые разряды плавят или испаряют мелкие частицы заготовки, а электрод продвигается вперед. Процедура используется для обработки штампов, пресс-форм, отверстий, пазов и полостей практически любой формы. Это точно, но медленно.

Электрохимическая обработка (ЭХО)

ECM копирует гальваническое покрытие в обратном порядке. В этом процессе металл растворяется от заготовки постоянным током с контролируемой скоростью в электролитической ячейке. Заготовка служит анодом и отделена от инструмента, который функционирует как катод, зазором от 0,001 до 0,030 дюйма (от 0,025 до 0,75 миллиметра). Электролит, обычно представляющий собой водный раствор соли, заливают под давлением через межэлектродный зазор, вымывая растворенный металл из заготовки. Заготовке анода придается дополнительная форма, поскольку один электрод перемещается ближе к другому, чтобы поддерживать постоянное расстояние. Отсутствие износа инструмента и возможность обработки более твердой заготовки инструментом с более мягким катодом — два преимущества ЭХО. ECM используется в авиационном двигателестроении и автомобильной промышленности для удаления заусенцев, сверления небольших отверстий и обработки исключительно твердых лопаток турбины, среди прочего.

Ионно-лучевая обработка (IBM)

Поток заряженных атомов (ионов) инертного газа, например аргона, ускоряется высокими энергиями в вакууме и направляется на твердую заготовку в ИБМ. Передавая энергию и импульс атомам на поверхности предмета, луч удаляет атомы из заготовки. Когда атом сталкивается с группой атомов на заготовке, от 0,1 до 10 атомов выбивается из материала заготовки. IBM используется в полупроводниковой промышленности и при производстве асферических линз, поскольку позволяет выполнять точную обработку практически любого материала. Текстурирование поверхностей для улучшения адгезии, создание атомарно чистых поверхностей на таких устройствах, как лазерные зеркала, и изменение толщины тонких покрытий — все это примеры использования этой технологии.

Лазерная обработка (LM)

LM — это метод резки металла или огнеупорных материалов, который включает плавление и испарение материала интенсивным лазерным лучом. Сверление лазером используется для вырезания микроскопических отверстий (от 0,005 до 0,05 дюйма [от 0,13 до 1,3 миллиметра]) в материалах, которые слишком прочны для обработки стандартными методами, несмотря на то, что это энергозатратно, поскольку вещество необходимо расплавить и испаряется, чтобы быть удаленным. Лазерное сверление алмазов для использования в качестве штампов для волочения проволоки является популярным применением. Сверление и резка керамики и подложек для интегральных схем также выполняются с помощью лазеров, а в аэрокосмической промышленности лазеры с ЧПУ используются для резки профилей и сверления отверстий в деталях двигателей.

Плазменная дуговая обработка (ПАМ)

PAM - это плазменно-дуговая или вольфрамовая дуга в среде инертного газа, факельная технология резки металла. Горелка запускает высокоскоростную струю высокотемпературного ионизированного газа (плазмы), которая прорезает заготовку, расплавляя и вытесняя материал. Зона плазмы может достигать температуры от 20 000° до 50 000° F (от 11 000° до 28 000° C). Большинство металлов, в том числе те, которые нельзя успешно резать кислородно-ацетиленовой горелкой, можно резать этим методом. Метод PAM использовался для резки алюминиевых сплавов толщиной до шести дюймов (15 сантиметров) и нержавеющей стали толщиной до четырех дюймов (10 сантиметров) с использованием мощных резаков. Резка профиля плоской пластины, резка канавок из нержавеющей стали и токарная обработка массивной закаленной стали на токарных станках — все это области применения этой процедуры.

Другие методы нетрадиционного процесса обработки включают:

Ультразвуковая обработка (УЗМ)

В УСМ материал удаляется с заготовки путем вибрации абразивных частиц в водной суспензии, циркулирующей через тесное пространство между вибрирующим инструментом и заготовкой с высокой частотой. Инструмент, имеющий форму полости, которую нужно создать, колеблется с частотой от 19 000 до 40 000 герц с амплитудой от 0,0005 до 0,0025 дюйма (от 0,013 до 0,062 миллиметра) (циклов в секунду). Инструмент удаляет материал за счет вибрации абразивных зерен по поверхности заготовки. Ультразвуковая обработка обычно используется для резки твердых, хрупких материалов, которые могут быть или не быть электрическими проводниками или изоляторами.

Резка полупроводниковых материалов (таких как германий), гравировка, сверление мелких отверстий в стекле и обработка керамики и драгоценных камней — все это частые применения УСМ. Ультразвуковое спиральное сверление — это модифицированная версия процедуры, при которой ультразвуковой инструмент поворачивается к заготовке без использования абразивной суспензии. Этот тип USM позволяет просверливать отверстия размером до 80 микрометров.

Химическая обработка (ХМ)

Используя контролируемое химическое воздействие, этот неэлектрический метод удаляет металл из определенных или общих мест. Для защиты мест, которые не нужно удалять, можно использовать малярную ленту. Процедура аналогична той, которая используется для создания металлических пластин для печати и гравировки. Химическая вырубка, которая используется для вырезания заготовок из тонких металлических компонентов, и химическая фрезеровка, которая используется для удаления металла с отдельных или целых участков металлических деталей, – это два типа методов химической обработки.

Фотохимическая обработка (PCM)

PCM – это подразделение CHM, в котором используется сочетание методов фотографического и химического травления для создания компонентов и устройств из различных металлов, в частности из нержавеющей стали.

Гидроабразивная обработка

Вода продувается через небольшие сопла под чрезвычайно высоким давлением, чтобы прорезать материалы, включая полимеры, каменную кладку и бумагу, в процессе гидроабразивной обработки. Гидроабразивная обработка имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами:при этом не выделяется тепло, заготовка не деформируется во время обработки, процесс может начинаться в любом месте заготовки, не требуется предварительной подготовки, процедура дает минимальные заусенцы. Для повышения скорости съема материала в воду иногда добавляют абразив, особенно при чистовых операциях. При таком подходе оффшорный бизнес использует соленую воду в качестве рабочей жидкости.

Это все, что касается этой статьи, в которой обсуждаются различные типы традиционных и нетрадиционных процессов обработки. Я надеюсь, что вы получили много от чтения, если да, пожалуйста, поделитесь с другими студентами. Спасибо за прочтение, увидимся!