Видове механична обработка | Конвенционални и неконвенционални

Машинната обработка е един от най-ранните известни производствени процеси. Тук операцията се извършва чрез режещи инструменти за отстраняване на материал от парче. Така, има значителни приложения в автомобила, космическото пространство, и строителни индустрии, където се изискват точност и скорост на работа. Има две основни категории операции по машинна обработка: конвенционални и неконвенционални. Познаването на разликите в тези операции е полезно за решения относно приложения на определени материали и характеристики на дизайна. Така, в тази статия, ще опишем операциите по обработка с акцент върху тяхното значение, ползи, и употреби в настоящите индустриални практики.

Какво е машинна обработка?

Машинна обработка е процес на рязане, или чрез единична или последователност, на материала от детайла. Така, може да даде необходимата форма, размер, и повърхностно покритие. Обикновено се постига чрез използване на инструменти, и машини, които предават сила и енергия за намаляване, процес, или формовъчни материали. Тези материали са предимно метални, някои видове пластмаси, и други композити. освен това, точността на машинната обработка помага да се направи сложно производство на резервни части с малка опора.

В зависимост от вида на използвания инструмент и енергията, приложена по време на отстраняването на материала, обработката се класифицира на две, конвенционални и неконвенционални. Така, нека обсъдим подробно тези операции.

Конвенционални машинни операции

Конвенционалните процеси на обработка използват режещ инструмент за отстраняване на материала от детайла. Те са важни при проектирането на суровините в подходящи части, необходими в различни области. Ето по-подробно обяснение на основните конвенционални операции по обработка:

1. Обръщане

Обръщане държи и върти детайла на струг. Тук режещ инструмент с една точка помага за отстраняване на материал и производство на цилиндрични части, i.e. валове пръти, и втулки. Този процес точно определя диаметъра, повърхност, и контура на детайла и може да се използва, когато трябва да се извърши прецизно преброяване или детайлна работа. освен това, той се използва широко в автомобилни и самолетни производствени единици.

2. Фрезоване

Фрезоване помага на инструмента да се върти около материал и режещите ръбове отстраняват материала от детайла. Тук, детайлът не се движи, инструментът е неподвижен, но се върти в фреза с множество зъбци. В сравнение с други видове машини, фрезовите машини могат да правят разкъсване и напречно рязане с различни оси под различни ъгли и дълбочини. Следователно, те могат да правят високо прецизни части, i.e. предавки, части на двигателя, или плесени.

3. Пробиване

Пробиването е процес на рязане или пробиване на кръгли отвори в детайла чрез носене на инструмент, наречен свредло. въпреки това, това е една от най-често използваните операции в машинната обработка, която включва правене на отвори за поставяне на крепежни елементи, болтове, или тръбопроводи за течности. Можем да извършим пробиване, скучно, или потупване след пробиване, за да намерите дупката или да промените нейните размери.

4. Смилане

Смилане използва абразивно колело, което се върти, докато отрязва повече материал и създава по-фина повърхност. Подходящ е за довършителни операции поради високата си степен на точност, много близки допуски, и гладки повърхности на материали, включително закалени метали. Той се използва широко, особено в индустриите за производство на инструменти и прецизното инженерство.

5. Рязане

Рязането може да се извършва чрез възвратно-постъпателни движения през острието на триона, Можем да го изпълним, като се въртим непрекъснато около детайла. освен това, често се прилага за рязане на материали като пръти, метал, дървен материал, и пластмаси в правилните размери за други процеси.

6. Протягане

Протягането отнема материал от компонента чрез преминаване на инструмент с режещи зъби. Така, може да произвежда вътрешни или външни профили, в еднократни форми като шлици, шпонкови канали, предавки, и т.н. Той е много точен и осигурява подобрена производителност при големи производствени обеми. въпреки това, протягането се използва най-добре в сложни и сложни форми, които не могат да бъдат лесно произведени с други операции.

7. Рендосване

Планирането е форма на фрезоване, при която детайлът се върти по права линия, докато фрезата стои неподвижно. Помага за генериране на равни повърхности върху големи и масивни парчета като балсами, машинни маси, водачи, и железниците. освен това, тази механична операция се използва по-малко днес, но е ефективна при производството на големи части с много гладки основни повърхности.

Неконвенционални машинни операции

Нетрадиционната механична обработка включва електрическа енергия, химическа енергия, или лазер за отстраняване на материал от детайла. Тези методи се използват широко при обработка на трудни за рязане материали и сложни конструкции с висока точност. Така, по-долу са някои от популярните операции по конвенционална обработка.

1. Електроерозионна обработка (EDM)

EDM работи чрез ерозия на детайла чрез електрически искри между инструмента и детайла. В много случаи, инструментът и детайлът се потапят в диелектрична течност. Подходящ е за изпълнение върху твърд и чуплив материал и трудни геометрии с фини характеристики, които са трудни за постигане с конвенционалната техника. Така, това прави използването му подходящо в производството на форми и матрици за космическата и автомобилната промишленост.

2. Химическа обработка

Химическата обработка е процес, при който материалът се отстранява от ецващия инструмент чрез неелектрохимична реакция в детайла. Този метод обикновено се използва за създаване на дизайни върху плоскост и тънки материали, i.e. метали и пластмаси. Той предлага точна разделителна способност и доминира в електронната и космическата индустрия, където малките части изискват сложни функции.

3. Електрохимична обработка (ECM)

ECM фокусира електричество и проводящ електролит, за да отстрани материала от детайла със селективна скорост. Това е подходящо за обработка на трудни геометрични форми в твърди материали и чувствителни на напрежение, като турбинни перки на самолети и медицински инструменти. Той е важен със своята точност и възможност за работа със сложни материали.

4. Абразивно-струйна обработка (AJM)

Абразивен AJM насочва високоскоростни абразивни частици към детайла, използване на въздух или газ за отстраняване на материал от повърхността му. Това оборудване е полезно за рязане на материали като сребърно стъкло или керамика. Такива материали не се подлагат на топлинно натоварване. Така, този метод се използва широко в електрониката и оптиката за производство на малки геометрии и фини повърхностни текстури.

5. Ултразвукова обработка (USM)

USM използва ултразвукови вибрации в контакт с повърхността на детайла, за да изхвърли абразивна суспензия и да отстрани материала чрез микрорязане. Има широк обхват на приложение за деликатни тъкани, тъй като позволява сложни дизайни и деликатно полиране. Примери за това са медицинските изделия и бижутерийната индустрия, където точността е важна.

6. Обработка с електронен лъч (EBM)

EBM използва плътно фокусиран електронен лъч, за да разтопи материала от повърхността на детайла, като по този начин създава фини характеристики. Този вид с висока прецизност е идеален при правене на малки отвори или сложни части. Така, уверете се, че не се нагрява от засегнатите от топлината зони, които да повредят компонентите.

7. Обработка с лазерен лъч (LBM)

LBM използва концентриран високомощен лазер, за да разтопи материала далеч от повърхността на детайла. Така, може да има много приложения при рязане, офорт, и маркиране. освен това, това е точно, и пътят на инструмента създава малък прорез, който е подходящ за индустрии със сложни модели на рязане. Тези пах като автомобилни, космическото пространство, и електрониката, тъй като намалява механичното напрежение върху детайла.

Разлики между конвенционалните и неконвенционалните машинни операции

Ето някои общи разлики между конвенционалните и неконвенционалните операции на обработка:

Критерии	Конвенционална обработка	Неконвенционална обработка
Източник на енергия	Механични (режещи инструменти)	различни (електрически, химически, лазер)
Метод за отстраняване на материала	Рязане с остри инструменти	Ерозия, топене, или химически реакции
Прецизност	Умерено до високо (±0,01 мм)	Висока до ултрависока (±0,001 мм)
Съвместимост на материалите	Метали и пластмаси	Твърди материали, керамика, композити
Повърхностно покритие	Умерен (Ра 1.6 – 3.2 µm)	Отлично (Ра < 0.2 µm)
Скорост на производство	Висока за прости форми	По-бавно за сложни форми
Време за настройка	По-кратко време за настройка	По-дълго време за настройка
цена	По-ниска цена на част	По-висока първоначална цена
Износване на инструменти	Значително износване	Минимално износване
Въздействие върху околната среда	Произвежда стружки и отпадъци	Минимален отпадък, по-екологични
Приложения	Общо производство, автомобилен	Медицински изделия, аерокосмически компоненти

Коя е по-добрата обработка, Конвенционални или неконвенционални?

Точността на машинната обработка обикновено варира в зависимост от използвания процес и естеството на материала. Като цяло, неконвенционални процеси на обработка като EDM, ECM, и LBM са по-прецизни според естеството на работа, геометрия, и вид на материала. Пробиване, фрезоване, обръщане, и други машинни операции са точни, но обикновено изискват допълнително довършване за добра точност. В заключение, както конвенционалните, така и неконвенционалните техники за обработка са добри, но изборът им зависи от материала, вида на геометрията, и необходимата точност на инструмента.

Предимства и ограничения на конвенционалните машинни операции

По-долу са някои от предимствата на конвенционалните машинни операции:

Предимства	Ограничения
– По-ниска цена на част	– Ограничена прецизност в сравнение с неконвенционалните
– Високи производствени нива за прости форми	– Значително износване на инструмента
– Установени процеси и инструменти	– Не е подходящ за твърди материали или сложни форми
– Универсален за различни материали	– Генерира отпадъчен материал (чипове)
– По-кратки времена за настройка	– По-малко рафинирано повърхностно покритие

Предимства и ограничения на неконвенционалните машинни операции

По-долу са някои от предимствата на неконвенционалните машинни операции:

Предимства	Ограничения
– Висока точност и тесни допуски	– По-висока цена на част
– Подходящ за твърди материали и сложни форми	– По-бавни темпове на производство
– Минимално износване на инструмента	– Необходима е сложна настройка и калибриране
– Отлично покритие на повърхността	– Специализираното оборудване може да е по-малко достъпно
– Минимален отпадък, често е екологичен	– Може да са необходими допълнителни мерки за безопасност

Заключение

В заключение, видове механични операции, машинната обработка е важен компонент в производството, тъй като осигурява няколко техники за формоване и производство на компоненти. Основните примери за конвенционални методи за рязане на материал са струговането, фрезоване, и смилане. Всички те са одобрени за метални и пластмасови части. От друга страна, неконвенционалната машинна обработка затруднява формоването на материали и работата с висока точност го изисква. Те могат да включват EDM и обработка с лазерен лъч. При избора на правилните производствени методи, оценете приликите и разликите в тези операции. Това ще ви помогне да изберете най-добрия метод за по-нататъшна прецизност, бърз, и висококачествени производствени процеси.

често задавани въпроси

1. Каква е разликата между струговане и фрезоване?

При обръщане, детайлът се завърта, докато при фрезоването режещият инструмент е направен да се върти. Струговането формира тръбни части, докато фрезоването помага за оформянето на плоски или сложни компоненти с напречно сечение.

2. Кои материали са най-подходящи за EDM?

EDM е подходящ за материали с висока якост, i.e. инструментална стомана, титан, и материали от волфрамов карбид, и е трудно да се обработва с помощта на конвенционални техники.

3. Какво е основното предимство на неконвенционалната обработка?

Неконвенционалната обработка може да обработва материали, които са трудни за обработка. Той също така помага за машинни части със сложна геометрия без прекалено износване на инструментите и с много висока точност.

4. Каква е разликата между химическата обработка и ECM?

Химическата обработка разтваря материала с помощта на химикал, докато ECM разтваря материала чрез преминаване на електрически ток през него и електролит.

5. Каква е употребата на абразивни частици в AJM?

При абразивно-струйна обработка, високоскоростният удар на абразивните частици ефективно издълбава работната повърхност чрез отстраняване на материала.

6. Възможно ли е също да се режат всички материали с обработка с лазерен лъч?

LBM може да реже най-типичните материали, включително метали, пластмаси, и керамика. въпреки това, разликата в скоростта на рязане зависи от термичните свойства на материала.