Что такое субтрактивная обработка?

Погрузитесь слишком глубоко в мир станков и современных методов обработки, и вы, вероятно, наткнетесь на обсуждение субтрактивных и аддитивных методов обработки. Что это за приемы, как они работают и как используются?

В этом блоге мы рассмотрим обе идеи, а затем уделим больше внимания субтрактивной обработке.

Современные методы обработки

Механическая обработка относится к механическим процессам, используемым для создания и отделки деталей. Большая часть механической обработки выполняется с помощью различных станков, включая токарные станки, фрезерные станки, фрезерные станки и тому подобное.

Аддитивная и субтрактивная обработка — это два разных способа достижения одной и той же цели. Аддитивная обработка, как следует из названия, объединяет материалы для создания детали. Одним из грубых примеров этого процесса может быть гончарное дело, где колесо (станок) используется для объединения и придания формы материалу (глине) в готовое изделие.

Однако аддитивная обработка всегда ограничивалась видами материалов. Глина прекрасно подходит для аддитивных процессов, а вот древесина невозможна. Можно формовать различные металлы, но только в горячем состоянии, а процессы литья и формования отличаются от аддитивной обработки.

На протяжении большей части истории человечества это означало, что детали для различных машин нужно было создавать с помощью субтрактивной обработки.

Вычитающая обработка — стандартный подход

Давайте рассмотрим пример. Скажем, у вас есть плоский металлический диск, и вам нужно создать шестеренку или шестеренку. Вы можете попытаться прикрепить зубья шестерни к краю диска, но это может создать проблемы. Вам нужно будет нагреть и приварить зубья к диску, и даже в этом случае поверхность не будет особенно гладкой. Чтобы закончить механизм и убедиться, что он работает правильно, вам нужно будет вернуться и удалить весь лишний материал.

Конечно, чтобы сэкономить время, вы можете просто создать шестерню, предварительно удалив материал с диска. Обрезая или обтачивая лишний материал, вы можете создать выпуклый рисунок зубьев шестерни. И пока вы это делаете, вы можете использовать отделочные процессы, чтобы обеспечить гладкую, ровную поверхность.

Удалив материал, вы создали готовую деталь — это субтрактивная обработка. Исторически процессы вычитания использовались с деревом и металлом. Представьте столяра, обтачивающего кусок дуба на токарном станке, чтобы сделать красивую ножку стула, или металлургического завода эпохи промышленной революции, вытачивающего железные опоры для новых заводов.

Вычитающая обработка обычно используется одним из двух способов:для создания готовой детали из более крупной необработанной детали или для доведения уже обработанной детали до более полированного состояния.

Вырезание ноги из деревянного бруска — отличный пример первого метода. Замена режущего инструмента на токарном станке на более тонкий и гладкий инструмент была бы отличным примером второго. Оба экземпляра удаляют материал, просто в разном количестве и для немного разных целей.

Вычитающая обработка в современном производстве

Сегодняшние вычитающие станки мало похожи на своих ранних предшественников. Современные токарные и фрезерные станки чрезвычайно точны, мощны, имеют переменную скорость и часто оснащены ЧПУ. Благодаря технологии компьютерного числового управления (ЧПУ) операторы могут использовать компьютеры для планирования, программирования и выполнения операций резки с невероятно малыми допусками.

Многие токарные и фрезерные станки могут перемещаться по трем или даже четырем осям, что позволяет резать детали, вращать их, снова резать, переворачивать и снова резать столько раз, сколько необходимо. То, что раньше требовало нескольких станков или нескольких операций на одном станке, теперь можно запрограммировать и вырезать на одном станке.

Современные технологии добавили в арсенал машиниста ряд новых вычитательных станков. Электронно-разрядные машины (EDM) используют электрический ток для медленного разрезания черных металлов. Для деталей из цветных металлов или деталей с покрытием водоструйные резаки используют концентрированные потоки для разрезания. Лазерные резаки работают с различными материалами, разрезая детали по мере необходимости.

Будущее субтрактивных и аддитивных процессов

В то время как субтрактивные станки по-прежнему занимают почетное место на большинстве производственных цехов, растет стремление интегрировать и современные аддитивные процессы. Современные инструменты, такие как 3D-принтеры, позволяют использовать аддитивные процессы с древесиной и металлическими сплавами, добавляя новое измерение в современную обработку. Затем субтрактивные станки можно использовать для чистовой обработки, удаляя лишний материал или вырезая геометрию, что в настоящее время невозможно с помощью аддитивных методов.

В дальнейшем машинисты смогут использовать эти два процесса вместе. Возможно, даже удастся создать компьютерную программу, которая будет запускать процесс на 3D-принтере, а затем завершать его на токарном или фрезерном станке, органично сочетая два подхода. Тем временем машинисты смогут экспериментировать с новыми аддитивными процессами, по-прежнему полагаясь на токарные станки, фрезерные станки и субтрактивную обработку.