Токарная, фрезерная и свёрточная обработка: ключевые процессы механической обработки

Опубликовано Технической коммуникационной командой · 23 августа 2024 г.

Что такое механическая обработка?

В предыдущем блоге мы фокусировались на будущем 3D-печати, также известной как аддитивное производство. Аддитивное производство требует наслаивания слоёв материала для формирования 3D-объекта. Механическая обработка — другой метод производства того же объекта. Вместо добавления материала желаемая форма достигается удалением материала. Можно сказать, 3D-печать — это укладка кирпичей, а механическая обработка — лепка.

В механической обработке несколько операций происходят в запланированной последовательности для достижения наилучших результатов. Мы рассмотрим три самых распространённых операции: токарную, свёрточную и фрезерную. Механическая обработка — очень распространённый и универсальный производственный процесс. Таким образом, возможно обрабатывать различные типы материалов этими тремя методами. Металлы, пластики, композиты и дерево — все возможные материалы заготовок.

Содержание:

Инструменты станков

Что такое токарная обработка?

Что такое свёрточная обработка?

Что такое фрезерная обработка?

Инновации в механической обработке

Типы режущего инструмента

Однорезиновые инструменты —

• Токарный процесс: этот тип инструмента вращает заготовку, а режущий инструмент движется по линейной траектории. Этот процесс можно выполнять вручную или автоматически

Многорезиновые инструменты —

• Свёрточный процесс: инструмент создаёт или доводит круглые отверстия в заготовке. Обычно делается через вращающийся инструмент с двумя или четырьмя спиралевыми режущими кромками
• Фрезерный процесс: этот тип инструмента создаёт формы, удаляя материал с заготовки вращением режущего инструмента

Однорезиновые vs многорезиновые инструменты

Желаемая форма материала определит, какие инструменты понадобятся для работы. Два основных типа режущих инструментов — однорезиновые и многорезиновые. Используйте однорезиновые для точения, растачивания и строгания. Используйте многорезиновые для фрезерования и сверления. Необходимо правильно использовать и обслуживать режущие инструменты для качественных целей. К сожалению, правильное содержание оборудования и инструментов — там, где может стать дорого.

Инструменты доступны из различных материалов. Наиболее распространённые — твёрдый сплав и быстрорежущая сталь. Можно выбрать быстрорежущую сталь (HSS) для общего фрезерования. Но для обработки более твёрдых и твердых инструментальных сталей лучше выбрать твёрдый сплав.

Скорость резания, подача, глубина

Скорость резания, подача и глубина резания — все параметры, которые нужно учитывать при механической обработке. Материал заготовки, материал инструмента и размеры влияют на эти параметры. Скорость резания относится к тому, как быстро режущий инструмент врезается в материал заготовки. Измеряется в футах в минуту по поверхности. Подача резания относится к тому, как быстро заготовка движется по своей оси к режущему инструменту. Измеряется в дюймах в минуту.

Калькуляторы скоростей и подач

Калькулятор скоростей и подач для точения

Калькулятор скоростей и подач для сверления

Калькулятор скоростей и подач для фрезерования

Как в художественной лепке, заготовка сначала проходит одну или несколько черновых проходов. Их цель — максимально приблизиться к готовой форме и размерам. После черновой фазы применяется чистовой проход для достижения конечных размеров, допусков и чистоты поверхности. Чистовые проходы обычно выполняются при малых подачах и глубине. Применение охлаждающей- смазочной жидкости на обоих этапах охлаждает и смазывает режущий инструмент.

Токарная обработка на станке

Токарная обработка подразумевает вращение заготовки, а режущий инструмент движется по линейной траектории. Это приводит к цилиндрической форме. Токарный станок — выбор машины для всех токарных операций.

Как и большинство операций механической обработки, точение можно выполнять вручную или автоматически. Недостаток ручного точения — требует постоянного надзора. Автоматическое точение — нет. С числовым программным управлением (ЧПУ) вы программируете все движения, скорости и смены инструмента в компьютер. Эти инструкции затем передаются на токарный станок для выполнения. ЧПУ обеспечивает последовательность и эффективность больших производственных серий.

Однорезиновые режущие инструменты, используемые в точении, бывают различных форм. Их устанавливают под разными углами для различных результатов.

Калькулятор скоростей и подач для точения

Свёрточная обработка на станке

Сверление создаёт круглое отверстие в заготовке. Сверлильный станок или станок для нарезки резьбы предназначены для сверления, но этот процесс также можно выполнить на фрезерном станке. Щепки — это отходы металла, образующиеся при обработке заготовки. Форма сверла помогает щепкам отдаляться от заготовки, сохраняя её свободной от мусора.

Установка сверла перпендикулярно заготовке снижает смещение или уход. Для ещё большей точности перед сверлением часто добавляют операцию центровки. Некоторые сверлильные операции требуют углового сверления. Угловое сверление требует специальных приспособлений для закрепления заготовки. Другие варианты: вращение головки на ручном станке или использование множественных осей на ЧПУ-станке.

Способы предотвращения ухода сверла:

• Нанесение метки литьём/формовкой/штамповкой
• Центровка кернером
• Сверление центра / центровое сверление
• Центровка насточкой

Как и с токарными операциями, существуют разные сверла для конкретных сверлильных операций. Ниже приведены несколько специальных сверл с их специфическим применением.

• Центровые сверла (Spotting Drills) — короткие сверла для создания мелких или пилотных отверстий. Если использовать длинное сверло для таких мелких отверстий, оно может иметь тенденцию к уходу.
• Сверление с отбором щепок (Peck Drilling) — частотное отведение сверла помогает удалять щепки из заготовки и предотвращать уход.
• Сверла для автоматов (Screw Machine Drills) — эти сверла короткие и могут создавать прямые и точные отверстия без необходимости предварительной центровки.
• Развертывающие резьбовые резаки (Chucking Reamers) — используются для расширения ранее просверлённых отверстий до очень точных диаметров.

Калькулятор скоростей и подач для сверления

Фрезерный процесс

Фрезерные операции подразумевают использование многорезиновых вращающихся резаков для удаления материала с заготовки.

Существует два основных типа фрезерных операций: лицевое фрезерование и периферийное фрезерование. Лицевое фрезерование создаёт плоские поверхности на заготовке и плоскодонные полости. Подача может быть горизонтальной или вертикальной. Периферийное фрезерование создаёт глубокие пазы, резьбу и зубья шестерёнок.

Заготовку можно подавать к режущему инструменту двумя способами. При конвенциональном фрезеровании заготовка подаётся против вращения резака. Это рекомендуемый метод для ручных фрезерных станков. При фрезеровании по ходу (climb milling) заготовка подаётся в том же направлении, что и вращение резака. Это предпочтительный метод для ЧПУ-фрезерования.

Фрезерование лучше всего применяется как вторичный процесс к уже обработанной заготовке. Оно помогает определять признаки и служит как «финишное покрытие». Используйте фрезерование как вторичный процесс для добавления признаков: отверстий, пазов, карманов и контуров.

Калькулятор скоростей и подач для фрезерования

Инновации в механической обработке

В механической обработке идеально гладкого, точного, функционального элемента кроется множество нюансов. Требуется большое внимание к деталям и опыт. Токарная, свёрточная и фрезерная обработка — лишь некоторые из самых распространённых процессов. Они существуют уже много-много лет. К счастью, с развитием ЧПУ механическая обработка невероятно улучшилась. Хотя конвенциональная обработка всё ещё имеет своё место в производстве, ЧПУ-обработка занимает лидирующие позиции. Она помогает осуществлять большие производственные серии с последовательностью и эффективностью. Если вы заинтересованы в отслеживании последних инноваций и новостей, American Machinist — отличный ресурс.

С 20+ летним опытом как поставщика производственных решений, мы уверены в своей способности разработать индивидуальное решение под ваши потребности. Все ещё есть вопросы? Не стесняйтесь обращаться и отправлять нам сообщение или запрос на котировку (RFQ).