Понимание процесса обработки и станка

Механическая обработка — это метод контролируемого удаления материала, при котором материал (обычно металл) обрезается до заданной окончательной формы и размера. Субтрактивное производство относится к процедурам, которые имеют эту общую схему, в отличие от аддитивного производства, которое включает контролируемое добавление материала. Точное значение элемента фразы «контролируемый» варьируется, хотя оно часто влечет за собой использование станков.

Механическая обработка используется для изготовления множества металлических изделий, но ее также можно использовать для изготовления других материалов, таких как дерево, пластик, керамика и композиты. Машинист – это человек, который занимается механической обработкой. Механический цех — это помещение, здание или компания, где выполняется механическая обработка. Компьютерное числовое управление (ЧПУ), которое использует компьютеры для управления движением и работой мельниц, токарных станков и другого режущего оборудования, используется во многих современных станках. Это повышает эффективность, позволяя станку с ЧПУ работать без присмотра, что снижает затраты на рабочую силу в механических мастерских.

В этой статье вы познакомитесь с определением, приложениями, назначением и функциями, схемой, типами, операциями, работой, преимуществами и недостатками процесса обработки. Вы также познакомитесь с термином станок.

Что такое процесс обработки?

Механическая обработка – это процесс придания материалам определенной формы и размера. Как правило, механическая обработка относится к металлообработке, хотя может также относиться к производству дерева, пластика, керамики, камня и других материалов. Если у вас есть сырье, которому вы хотите придать определенную форму для определенной цели, вы будете использовать для этого процедуры механической обработки. Гайки и болты, детали автомобилей, фланцы, сверла, пластины и ряд другого оборудования и предметов, используемых в различных отраслях промышленности, являются примерами обработанных продуктов.

Механическая обработка также может рассматриваться как важнейший метод отделки, при котором задачи создаются с соответствующими размерами и полировкой поверхности путем постепенного удаления излишков материала из подготовленной заготовки в виде стружки с помощью режущего инструмента (инструментов), которые проталкиваются через рабочую поверхность. (с). Станок — это оборудование с механическим приводом, которое удаляет лишний материал в виде стружки для определения размера, формы и обработки продукта с требуемой точностью. Токарные станки, сверлильные станки, формовочные станки, строгальные станки и так далее. Это примеры станков. Наконец, для удаления материала с поверхности заготовки используется режущий инструмент. Для проведения операции она должна быть тверже, чем заготовка. Режущие инструменты делятся на две категории; одноточечный и многоточечный.

Цель

Большинство технических компонентов, таких как шестерни, подшипники, муфты, инструменты, винты и гайки, требуют правильных размеров и формы, а также хорошей полировки поверхности для правильной работы. Выполнение таких методов, как литье и ковка, например, не может обеспечить требуемую точность и полировку. Такие подготовленные детали, называемые заготовками, требуют получистовой и чистовой обработки, которая осуществляется механической обработкой и шлифовкой. Шлифовка по сути аналогична механической обработке. Механическая обработка с высокой степенью точности и полировка позволяют изделию • соответствовать своим функциональным требованиям • повышать его производительность • продлевать срок службы.

Схемы станков приведены ниже.

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 обработки и их операций:

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 с использованием современных шлифовальных станков (0,0025 мм).

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 формообразователя колеблется, вырезая при прямом ходе и автоматически подавая заготовку к инструменту при обратном ходе.

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 вырезания вогнутых форм и выпуклых канавок, скругления углов и нарезания зубьев шестерен используются различные фрезы с формованными зубьями.

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 способами. 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)

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)

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. 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)

IBM используется в полупроводниковой промышленности и 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 с помощью лазера 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, хотя это требует больших затрат энергии, поскольку вещество должно быть расплавлено и испарено, чтобы быть обработанным. удалено.

Плазменная дуговая обработка (ПАМ)

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)
• Химическая обработка (ХМ)
• Фотохимическая обработка (PCM)
• Гидроабразивная обработка

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, как работают процессы обработки:

Преимущества и недостатки традиционных и нетрадиционных процессов обработки

Преимущества традиционной обработки

Ниже приведены некоторые преимущества процесса механической обработки.

• Практически невозможно получить высокий уровень чистоты поверхности.
• Обработка выполняется на различных материалах, включая дерево, пластик, композиты и керамику.
• Винтовая резьба, очень прямые края, точные круглые отверстия и другие геометрические аспекты — все это достижимо.
• Точность размеров превосходна.

Недостатки традиционной обработки

Ниже приведены ограничения процесса обработки.

• Эффективность оператора определяет правильность производимых компонентов.
• Производству не хватает согласованности. В результате требуется полная проверка компонента.
• Требования оператора снижают производительность.
• Проблема рабочей силы будет серьезной из-за большого количества задействованной рабочей силы.
• Изготовление сложных форм, таких как компоненты параболической кривизны и компоненты кубической кривизны, является сложной задачей.
• Частые изменения дизайна компонента не могут быть реализованы в текущем макете.

Преимущества нетрадиционных процессов обработки

Ниже приведены преимущества традиционных методов обработки:

• Он имеет высокий уровень точности и чистоты поверхности.
• Поскольку физический инструмент не используется, инструмент не изнашивается.
• Они не производят чипсы, не говоря уже о мелких чипах.
• В работе они тише.
• Это просто автоматизировать.
• Он способен обрабатывать любую сложную форму.

Недостатки нетрадиционных процессов обработки

Ниже приведены ограничения нетрадиционной обработки:

• Первоначальные затраты или затраты на установку высоки.
• Необходима рабочая сила с высоким уровнем способностей.
• Скорость съема металла ниже.
• Для обработки требуется больше мощности.
• Это невыгодно для крупных производителей.

Заключение

Процессы обработки или станки подразделяются на обычные и нетрадиционные процессы. Нетрадиционный — это просто новые способы обработки, в то время как традиционный — это старый метод обработки, который мы перечислили для токарной обработки, сверления, шлифования, формообразования, планирования и т. Д. Это все для этой статьи, где определение, области применения, цель, обсуждаются схемы, типы, операции, преимущества и недостатки процесса обработки.

Я надеюсь, что вы получили много от чтения, если да, пожалуйста, поделитесь с другими студентами. Спасибо за прочтение, увидимся!