Что такое обработка? - Определение, процесс и инструмент

Механическая обработка — это производственный термин, охватывающий широкий спектр технологий и методов. Его можно грубо определить как процесс удаления материала с заготовки с помощью станков с механическим приводом, чтобы придать ей желаемую форму.

Большинство металлических компонентов и деталей требуют некоторой механической обработки в процессе производства. Другие материалы, такие как пластик, резина и бумажные изделия, также обычно изготавливаются с помощью процессов механической обработки. Давайте подробно узнаем, что такое механическая обработка, ее процесс, а также инструмент и технологии, которые для этого используются.

Что такое обработка?

Механическая обработка — это процесс прототипирования и производства, который создает желаемую окончательную форму путем удаления ненужного материала из большего куска материала. В этих процессах деталь изготавливается путем удаления материала. Этот процесс также известен как субтрактивное производство, в отличие от аддитивного производства, в котором используется контролируемое добавление материала.

То, что именно подразумевает «контролируемая» часть определения, может варьироваться, но обычно оно подразумевает использование станков.

Механическая обработка является частью производства многих металлических изделий, но ее также можно использовать для обработки других материалов, таких как дерево, пластик, керамика и композитные материалы. Человек, специализирующийся на механической обработке, называется машинистом.

Помещение, здание или компания, где выполняется механическая обработка, называется механическим цехом. Большая часть современной механической обработки выполняется с помощью компьютерного числового программного управления (ЧПУ), в котором компьютеры используются для управления движением и работой мельниц, токарных станков и других режущих станков. Это повышает эффективность, поскольку станок с ЧПУ работает без участия человека, что снижает затраты на рабочую силу в механических мастерских.

Какие существуют типы обработки?

Три основных процесса механической обработки классифицируются как точение, сверление и фрезерование. Другие операции, подпадающие под разные категории, включают формование, планирование, расточку, протяжку и распиловку. Это:

• Поворот– Токарная или токарная обработка предполагает вращение заготовки на станке, в то время как однолезвийный режущий инструмент остается неподвижным. Режущий инструмент медленно перемещается параллельно оси вращения заготовки, удаляя материал по ходу движения.
• Бурение — Сверление приводит к созданию круглого отверстия путем вращения цилиндрического инструмента параллельно оси вращения заготовки. Созданное отверстие равно диаметру используемого инструмента.
• Фрезерование — Фрезерование — это процесс удаления материала с заготовки с помощью вращающихся фрез при движении подачи, перпендикулярном оси вращения режущего инструмента. Это одна из наиболее распространенных форм обработки, используемых сегодня.
• Разные операции операции, которые, строго говоря, не могут быть операциями механической обработки в том смысле, что они могут не производить стружку, но эти операции выполняются на типичном станке. Полировка является примером смешанной операции. При полировке не образуется стружка, но ее можно выполнять на токарном станке, фрезерном или сверлильном станке.

Как работает механическая обработка?

Незавершенная заготовка, требующая механической обработки, должна быть отрезана от материала для создания готового продукта. Готовым продуктом будет заготовка, которая соответствует спецификациям, установленным для этой заготовки техническими чертежами или чертежами.

Например, может потребоваться, чтобы заготовка имела определенный внешний диаметр. Токарный станок — это станок, который можно использовать для создания этого диаметра путем вращения металлической заготовки, чтобы режущий инструмент мог срезать металл, создавая гладкую круглую поверхность, соответствующую требуемому диаметру и чистоте поверхности.

Для удаления металла в форме цилиндрического отверстия можно использовать дрель. Другими инструментами, которые могут использоваться для различных видов удаления металла, являются фрезерные станки, пилы и шлифовальные станки. Многие из этих методов используются в деревообработке.

Более современные передовые методы обработки включают прецизионную обработку с ЧПУ, электроэрозионную обработку (ЭЭО), электрохимическую обработку (ЭХО), лазерную резку или гидроабразивную резку для придания формы металлическим заготовкам.

В современной разработке продукции механическая обработка чаще всего выполняется на станке с ЧПУ, что означает компьютерное числовое управление. По сути, машина использует компьютерное программное обеспечение, чтобы брать модели CAD и намечать траектории движения инструментов, превращая конструкции в обработанные 3D-детали. ЧПУ может создавать детали из самых разных материалов, с различными типами отделки, с допусками, созданными с точностью до 0,001 дюйма из твердого материала.

В отличие от быстрого прототипирования, детали обрабатываются с использованием реальных материалов, отражающих плотность, отделку и пористость готовой конструкции. Механически обработанные детали можно использовать для репрезентативных испытаний, моделей, включающих скользящие компоненты, где фактором является трение, а также для герметичных компонентов, требующих нулевых колец и уплотнительных поверхностей.

Теперь мы знаем, что такое механическая обработка и как она выполняется, мы знаем, что механическая обработка выполняется с помощью обрабатывающего инструмента, поэтому давайте узнаем о различных обрабатывающих инструментах и ​​их использовании.

Что такое инструмент для обработки?

Станок - это машина для обработки или обработки металла или других твердых материалов, обычно путем резки, сверления, шлифования, резки или других форм деформации. В станках используется какой-то инструмент, который выполняет резку или придание формы.

Все станки имеют некоторые средства ограничения заготовки и обеспечивают управляемое движение частей станка. Таким образом, относительное движение между заготовкой и режущим инструментом (которое называется траекторией инструмента) контролируется или ограничивается станком, по крайней мере, в некоторой степени, а не полностью «навскидку» или «от руки».

Это металлорежущий станок с механическим приводом, который помогает управлять необходимым относительным движением между режущим инструментом и заданием, которое изменяет размер и форму обрабатываемого материала.

Точное определение термина «станок» варьируется среди пользователей, как обсуждается ниже. Хотя все станки — это «машины, которые помогают людям делать вещи», не все фабричные машины — это станки.

Сегодня станки обычно приводятся в действие не мускулами человека (например, электрически, гидравлически или через линейный вал), они используются для изготовления промышленных деталей (компонентов) различными способами, включая резку или некоторые другие виды деформации. Благодаря присущей им точности станки позволили экономично производить взаимозаменяемые детали.

Различные типы станков и технологий

Типы инструментов для обработки

Существует много типов обрабатывающих инструментов, и их можно использовать отдельно или в сочетании с другими инструментами на различных этапах производственного процесса для достижения заданной геометрии детали. Основные категории обрабатывающих инструментов:

• Расточные инструменты: Обычно они используются в качестве отделочного оборудования для увеличения отверстий, предварительно прорезанных в материале.
• Режущие инструменты: Такие устройства, как пилы и ножницы, являются типичными примерами режущих инструментов. Они часто используются для резки материала заданных размеров, например листового металла, в желаемую форму.
• Инструменты для сверления: Эта категория состоит из вращающихся устройств с двумя кромками, которые создают круглые отверстия, параллельные оси вращения.
• Шлифовальные инструменты: В этих инструментах используется вращающееся колесо для достижения чистовой обработки или выполнения легких надрезов на заготовке.
• Фрезерные инструменты: Фрезерный инструмент использует вращающуюся режущую поверхность с несколькими лезвиями для создания некруглых отверстий или вырезания из материала уникальных рисунков.
• Токарные инструменты: Эти инструменты вращают заготовку вокруг своей оси, в то время как режущий инструмент придает ей форму. Токарные станки являются наиболее распространенным типом токарного оборудования.

Типы технологий прожига

Сварочные и обжиговые станки используют тепло для придания формы заготовке. Наиболее распространенные типы технологий сварки и прожига включают:

• Лазерная резка: Лазерная установка излучает узкий высокоэнергетический луч света, который плавит, испаряет или сжигает материал. CO2- и Nd:YAG-лазеры являются наиболее распространенными типами, используемыми в механической обработке. Процесс лазерной резки хорошо подходит для придания формы стали или травления узоров на куске материала. Его преимущества включают высококачественную отделку поверхности и высочайшую точность резки.
• Газовая резка: Этот метод обработки, также известный как газовая резка, использует смесь топливных газов и кислорода для расплавления и резки материала. Ацетилен, бензин, водород и пропан часто служат газовыми средами из-за их высокой воспламеняемости. К преимуществам этого метода относятся высокая портативность, низкая зависимость от первичных источников энергии и возможность резки толстых или твердых материалов, таких как прочные марки стали.
• Плазменная резка: Плазменные горелки зажигают электрическую дугу, превращая инертный газ в плазму. Эта плазма достигает чрезвычайно высоких температур и применяется к заготовке с высокой скоростью, чтобы расплавить нежелательный материал. Этот процесс часто используется для обработки электропроводящих металлов, требующих точной ширины резки и минимального времени на подготовку.

Типы технологий эрозионной обработки

В то время как инструменты для обжига применяют тепло для расплавления лишнего материала, устройства для эрозионной обработки используют воду или электричество для эрозии материала с заготовки. Два основных типа технологий эрозионной обработки:

• Водоструйная резка: Этот процесс использует поток воды под высоким давлением для разрезания материала. Абразивный порошок может быть добавлен в поток воды для облегчения эрозии. Гидроабразивная резка обычно используется для материалов, которые могут быть повреждены или деформированы в зоне термического влияния.
• Электроэрозионная обработка (EDM): В этом процессе, также известном как искровая обработка, используются электрические дуговые разряды для создания микрократеров, которые быстро приводят к полному резу. EDM используется в приложениях, требующих сложных геометрических форм в твердых материалах и с жесткими допусками. Электроэрозионная обработка требует, чтобы основной материал был электропроводным, что ограничивает его использование ферросплавами.

Обработка с ЧПУ

Компьютерная обработка с числовым программным управлением (ЧПУ) — это автоматизированная технология, которую можно использовать в сочетании с широким спектром оборудования. Для этого требуется программное обеспечение и программирование, обычно на языке G-кода, чтобы управлять обрабатывающим инструментом при формировании заготовки в соответствии с заданными параметрами.

В отличие от методов с ручным управлением, обработка с ЧПУ представляет собой автоматизированный процесс. Вот некоторые из его преимуществ:

• Высокие производственные циклы: После того, как станок с ЧПУ был правильно закодирован, он обычно требует минимального обслуживания или простоя, что позволяет увеличить производительность.
• Низкие производственные затраты: Благодаря высокой скорости оборота и низкой потребности в ручном труде обработка на станках с ЧПУ может быть экономически выгодным процессом, особенно при больших объемах производства.
• Унифицированное производство: Обработка на станках с ЧПУ, как правило, точна и обеспечивает высокий уровень единообразия конструкции изделий.

Точная обработка

Любой процесс обработки, который требует необычно малых допусков на резание (от 0,013 мм до 0,0005 мм, как правило) или шероховатости поверхности менее 32T, может считаться формой прецизионной обработки. Как и обработка на станках с ЧПУ, прецизионная обработка может применяться к большому количеству методов изготовления и инструментов.

Такие факторы, как жесткость, демпфирование и геометрическая точность, могут влиять на точность резания прецизионного инструмента. Управление движением и способность станка реагировать на высокие скорости подачи также важны при точной обработке.

Каковы преимущества механической обработки?

Есть несколько преимуществ механической обработки:

1. Надежность

Процесс обработки происходит непрерывно без каких-либо сбоев, независимо от времени или дня недели. Щепа и сырье перерабатываются в готовую продукцию и выпускаются на рынок в виде высококачественных инструментов. Поломки очень минимальны, так как они могут произойти, когда требуется техническое обслуживание или во время ремонта. Машины работают надежно; неважно, будний это день, выходной или праздник.

2. Требуется меньше человеческого труда

Благодаря развитию технологий механическая обработка в обрабатывающих производствах автоматизирована. Процесс в основном контролируется компьютерами или роботами, которые обычно сокращают производственные затраты за счет исключения человеческого труда. Во время контролируемого добавления материала процесс требует минимального контроля и надзора в целях технического обслуживания.

3. Высокая производительность

Этот процесс обеспечивает высокую производительность, поскольку они обычно выполняют большой объем работы, такой как сверление, улучшение качества поверхности, фрезерование и прядение, за относительно короткий период времени.

4. Идентичные товары

Готовая продукция, такая как резка металлов, однородна и имеет очень мало ошибок или вообще не имеет их, несмотря на высокую скорость производства. В результате продукты становятся востребованными за счет повышения качества.

5. Увеличьте прибыль и сократите усилия

Еще одна веская причина, по которой вам необходимо обрабатывать металлические устройства, — это увеличение прибыли и сокращение усилий. Некоторые люди могут задаться вопросом, как механическая обработка связана с увеличением прибыли? Дело в том, что механическая обработка делает устройства немного дороже, но зато очень выгодна.

С металлом, прошедшим механическую обработку, вы не только снизите себестоимость производства, но и сэкономите много времени и сил. Несмотря на это преимущество, всегда желательно, если вы хотите приобрести его, обязательно проверить, исправна ли машина и работает ли она без ошибок.

6. Повышенная эффективность

Механическая обработка — один из лучших способов повысить эффективность обработки металлов. При обработке металлов они всегда оснащены внутренними датчиками контроля качества. Это обеспечивает большую эффективность с точки зрения увеличения скорости производства металлов и обеспечения эффективного использования сырья.

Более того, механическая обработка всегда считалась замечательным способом обеспечения высоких стандартов металлообработки и изготовления деталей. Помимо повышения эффективности, механическая обработка рассматривается как один из способов сократить расходы.

Это связано с его способностью снижать стоимость потребления; таким образом, уменьшая растрату денег. Короче говоря, это снижает расходы; таким образом, увеличивая преимущества выполнения процесса обработки.

7. Повышенная точность

Большинство металлов, которые подвергаются механической обработке, используются в обрабатывающей промышленности. Сюда входят места, требующие ручной токарной и фрезерной обработки. Их также можно использовать в сфере здравоохранения, но здесь следует отметить, что все эти отрасли требуют большой точности.

На этом они превращаются в металлы, прошедшие механическую обработку из-за уровня их точности. Это наглядное свидетельство того, насколько важна механическая обработка для повышения точности обработки металлов, что приводит к точности выполнения ваших задач.