Мастерство металлообработки: полное руководство по современным операциям механической обработки

Многие металлические изделия на рынке — результат механической обработки. Обработка резанием — это обработка или формовка материала (обычно металла) путем резания до желаемой формы для производства компонентов инструментов, станков, транспорта, строительства и др.

Современная механическая обработка использует числовое программное управление (ЧПУ). С ЧПУ наладчики используют компьютеры для управления работой и движениями станка. Например, помогает управлять токарными, фрезерными и другими режущими станками, повышая эффективность. Отличный пример ЧПУ-технологии для операций механической обработки в металлообработке — универсальный станок.

Точение (Turning):

Точение — относительно простая операция, использующая режущие инструменты с круговым сечением для обработки заготовок. Может включать непрерывный или прерывистый процесс резания, влияющий на выбор инструмента для циклических нагрузок.
Точение предполагает разные скорости резания, глубину резания и подачу. Заготовки могут быть собранными деталями, готовыми компонентами или полуфабрикатами.

Сверление (Drilling):

Сверление — создание круговых отверстий вращающимся инструментом с винтовидными режущими краями. Две категории: сверление неглубоких и глубоких отверстий, отличающихся полнотой удаления стружки и скоростью удаления материала.

Вращающийся режущий инструмент — обычно многозубый сверло, прижимаемый к заготовке и вращаемый. Частота вращения — сотни или тысячи об/мин, заставляющая режущий край резать стружку/стражку из отверстия.

В ЧПУ-обработке используют пошаговое сверление (peck drilling) для избежания накопления стружки (swarf) при глубоком сверлении. Ломание стружки или высокоскоростное пошаговое сверление — модификация, предполагающая незначительное отведение сверла для предотвращения перегрева.

Фрезерование (Milling):

Фрезерование удаляет стружку/стражку вращающими резаками в разных направлениях. Стружка отделяется, когда режущий край резака приложен к заготовке. Этот прерывистый процесс широко используется для создания кастомных компонентов с точными допусками.

Фрезерование бывает двух типов: горизонтально-фрезерное и универсальное. Горизонтально-фрезерное включает вертикальное и горизонтальное фрезерование или гоббинг. Вертикальные станки имеют торцевые режущие края для создания плоских поверхностей и различных впадин заготовки.

Универсальное фрезерование для металлообработки высоко универсально — выполняет и вертикальное, и горизонтальное фрезерование. Универсальный фрезерный станок имеет поворотный стол, задающий угол шпинделя, позволяющий создавать спиралезубые конические шестерни, прямые зубья, фрезы, спиралезубые сверла, расточки. Выбор универсального фрезерного станка упрощает и ускоряет металлообработку, позволяя множество операций на одном инструменте.

Планирование и строгание (Planing and Shaping):

Планирование прессует и вращает металлическую заготовку против неподвижного режущего инструмента. Инструмент создает лекалированный слой или плоскость на поверхности заготовки. Хотя строгание и планирование близки, фрезерование быстро их вытесняет в металлообработке.

Планировочный станок используется для планирования. Линейно-двигающийся станок с планировочным резаком для обработки плоскости, паза или формовочной поверхности. Планирование в основном для единичного и мелкосерийного производства из-за простоты инструмента. Для массового производства предпочтительны фрезерные станки.

Шлифование (Grinding):

Шлифование включает разные процессы: плоское шлифование, шлифование зубьев шестерен, резьбовое шлифование, шлифование отверстий и валов. Наладчики используют шлифование для доводки заготовок для достижения более точной формы, размеров и высокой качества поверхности. Следовательно, шлифование — финишная операция для обработки заготовки под специальные размерные требования. Особенно полезно для обработки закаленных заготовок.

Броачирование (Broaching):

Броачирование в металлообработке — процесс механической обработки, использующий закаленный острозубый инструмент для удаления материала с металлической заготовки точным, последовательным и непрерывным образом.

Распространенные металлы для броачирования: нержавеющая сталь, алюминий, латунь, титан, бронза, легированная сталь. Броачевой резак с зубами используется для удаления материала линейным движением по поверхности заготовки для наложения реза. Нарезка осесимметричных форм предполагает вращение и вдавливание инструмента в заготовку.

Кроме того, броачирование — прецизионная обработка для создания металлических деталей нестандартных форм. Примеры: плоские поверхности, шпонки, шлицы, некруглые и круглые отверстия. Типичные заготовки: мелкие и средние ковки, штамповки, литье, детали автоматов.

Заключение:

Операции механической обработки эволюционировали для металлообработки. Многие металлические компоненты производятся с использованием передовых операций, таких как универсальное фрезерование, для достижения более точных, детализированных и отполированных результатов. Кроме того, выбор лучших операций для вашего металлообрабатывающего цеха или производственной компании зависит от нескольких факторов: требований проекта и бюджета на инвестиции в режущие инструменты.