Różne rodzaje operacji obróbki skrawaniem CNC
Podczas produkcji części, różne operacje i procesy obróbki skrawaniem są potrzebne do usunięcia nadmiaru materiału. Operacje te są zazwyczaj mechaniczne i obejmują narzędzia skrawające, tarcze ścierne, tarcze itp. Operacje obróbki skrawaniem mogą być wykonywane na kształtach takich jak pręty i płaskowniki lub mogą być wykonywane na częściach wykonanych wcześniejszymi metodami produkcyjnymi, takimi jak odlewanie lub spawanie. Wraz z ostatnim postępem produkcji addytywnej, obróbka skrawaniem została ostatnio określona jako proces "odejmujący", aby opisać pobieranie materiału do wykonania gotowej części.
Różne rodzaje operacji obróbki skrawaniem
Dwa podstawowe procesy obróbki skrawaniem to toczenie i frezowanie - opisane poniżej. Inne procesy czasami są powiązane z tymi procesami lub są wykonywane przez niezależne urządzenia. Na przykład, wiertło może być zamontowane na tokarce do toczenia lub zamocowane w wiertarce. Kiedyś można było rozróżnić toczenie, gdzie część się obraca, i frezowanie, gdzie narzędzie się obraca. Wraz z pojawieniem się centrów obróbkowych i centrów tokarskich, które są w stanie wykonać wszystkie operacje poszczególnych maszyn w jednej maszynie, rozróżnienie to nieco się zatarło.
Toczenie
Toczenie jest procesem obróbki wykonywanym przez tokarkę, która obraca obrabiany przedmiot, podczas gdy narzędzia skrawające poruszają się po nim. Narzędzia skrawające pracują wzdłuż dwóch osi ruchu, tworząc cięcia o precyzyjnej głębokości i szerokości. Tokarki są dostępne w dwóch różnych typach, tradycyjnym, ręcznym i zautomatyzowanym, sterowanym numerycznie (CNC).
Proces toczenia może być wykonywany zarówno na zewnątrz jak i wewnątrz materiału. Kiedy jest wykonywany wewnątrz, jest znany jako "wytaczanie" - ta metoda (która może być pozioma lub pionowa w zależności od orientacji wrzeciona) jest najczęściej stosowana do tworzenia elementów rurowych. Kolejna część procesu toczenia nosi nazwę "toczenia czołowego" i występuje, gdy narzędzie skrawające przesuwa się po końcu obrabianego przedmiotu - jest to typowo wykonywane w pierwszej i ostatniej fazie procesu toczenia. Toczenie czołowe może być stosowane tylko wtedy, gdy tokarka posiada zamontowany suport poprzeczny. Służy do wykonania punktu odniesienia na powierzchni czołowej odlewu lub kształtu obrabianego, który jest prostopadły do osi obrotu.
Tokarki są ogólnie identyfikowane jako jeden z trzech różnych podtypów - tokarki rewolwerowe, tokarki silnikowe i tokarki do celów specjalnych. Tokarki silnikowe są najczęstszym typem używanym przez zwykłych obrabiaczy lub hobbystów. Tokarki rewolwerowe i tokarki do zadań specjalnych są częściej używane do zastosowań wymagających powtarzalnej produkcji części. Tokarka rewolwerowa wyposażona jest w uchwyt narzędziowy, który umożliwia jej wykonywanie szeregu operacji skrawania po kolei bez ingerencji operatora. Do tokarek specjalnego przeznaczenia należą na przykład tokarki tarczowe i bębnowe, które warsztat samochodowy wykorzystuje do odnawiania powierzchni elementów układu hamulcowego.
Centra frezarsko-tokarskie CNC łączą w sobie głowicę i tylną część tradycyjnych tokarek z dodatkowymi osiami wrzeciona, aby umożliwić wydajną obróbkę części, które mają symetrię obrotową (na przykład wirniki pomp) w połączeniu ze zdolnością frezarki do wytwarzania złożonych elementów. Złożone krzywizny mogą być tworzone poprzez obracanie detalu po łuku, podczas gdy frez porusza się po oddzielnej ścieżce, proces znany jako obróbka 5-osiowa.
Wiercenie/Borowanie/Rozwiercanie
Wiercenie wytwarza cylindryczne otwory w litych materiałach za pomocą wierteł - jest to jeden z najważniejszych procesów obróbki, ponieważ otwory, które powstają są często przeznaczone do pomocy w montażu. Często używa się do tego celu prasy wiertarskiej, ale wiertła mogą być również mocowane w tokarkach. W większości operacji produkcyjnych, wiercenie jest wstępnym etapem w produkcji gotowych otworów, które są następnie gwintowane, rozwiercane, nawiercane itp. w celu stworzenia otworów gwintowanych lub dostosowania wymiarów otworów do dopuszczalnych tolerancji. Wiertła będą zazwyczaj wycinać otwory większe niż ich nominalny rozmiar i otwory, które niekoniecznie są proste lub okrągłe ze względu na elastyczność wiertła i jego tendencję do podjęcia ścieżki najmniejszego oporu. Z tego powodu, wiercenie jest zazwyczaj określane jako niewymiarowe, po którym następuje inna operacja obróbki, która doprowadza otwór do jego gotowego wymiaru.
Stosowane wiertła posiadają dwa spiralne kanały, które biegną w górę trzonu wiertła. Kanały te, zwane "rowkami", odprowadzają wióry z otworu, gdy wiertło zagłębia się w materiał. Dla każdego rodzaju materiału istnieje zalecana prędkość wiercenia i posuw.
Chociaż wiercenie i wytaczanie są często mylone, wytaczanie jest używane do dopracowania wymiarów i dokładności wywierconego otworu. Wytaczarki występują w kilku odmianach, w zależności od wielkości obrabianego materiału. Wytaczarka pionowa jest używana do obróbki bardzo dużych, ciężkich odlewów, gdzie obrabiana część obraca się, podczas gdy wytaczadło jest unieruchomione. Wytaczarki poziome i wytaczarki współrzędnościowe utrzymują przedmiot w bezruchu i obracają narzędziem tnącym. Wytaczanie jest również wykonywane na tokarce lub w centrum obróbczym. Wytaczadło zazwyczaj wykorzystuje jeden punkt do obróbki boku otworu, dzięki czemu narzędzie działa bardziej sztywno niż wiertło. Otwory rdzeniowe w odlewach są zwykle wykańczane przez wytaczanie.
Rozwiertaki maszynowe i ręczne są również używane do wykańczania otworów, często z lepszą chropowatością powierzchni niż można osiągnąć przez samo wytaczanie. Standardowe rozwiertaki są dostępne w przyrostach co 1/64 cala. Rozwiertaki są proste lub spiralnie ryflowane i tną na obwodzie, usuwając tylko 0,004-0,008 cala otworu. Rozwiercanie wykonuje się na tych samych obrabiarkach co wytaczanie, a czasami również na prasie wiertarskiej.
Frezowanie
Frezowanie wykorzystuje obracające się frezy do usuwania materiału, w przeciwieństwie do toczenia, gdzie narzędzie nie obraca się. Tradycyjne frezarki posiadają ruchome stoły, na których mocowane są obrabiane przedmioty. W tych maszynach narzędzia skrawające są nieruchome, a stół przesuwa materiał tak, aby można było wykonać żądane cięcia. W innych typach frezarek zarówno stół, jak i narzędzia tnące są ruchome.
Dwie podstawowe operacje frezowania to frezowanie płyt i frezowanie płaszczyzn. Frezowanie płytowe wykorzystuje krawędzie obwodowe frezu do wykonywania cięć płaskich na powierzchni obrabianego przedmiotu. Rowki wpustowe w wałach mogą być wycinane przy użyciu podobnego frezu, ale węższego niż zwykły frez płytowy. Frezy czołowe zamiast tego używają końcówki frezu. Specjalne frezy są dostępne dla różnych zadań, takich jak frezy kuliste, które mogą być używane do frezowania kieszeni o zakrzywionych ścianach.
Niektóre z operacji, które może wykonać frezarka, to struganie, cięcie, frezowanie rowków, frezowanie, wytłaczanie matrycowe i tak dalej, co sprawia, że frezarka jest jednym z bardziej elastycznych urządzeń w warsztacie.
Istnieją cztery rodzaje frezarek - frezarki ręczne, frezarki zwykłe, frezarki uniwersalne i frezarki uniwersalne - i posiadają one albo frezy poziome, albo frezy zamontowane na osi pionowej. Jak można się spodziewać, frezarka uniwersalna pozwala na zastosowanie zarówno pionowych, jak i poziomych narzędzi skrawających, co czyni ją jedną z najbardziej złożonych i elastycznych frezarek dostępnych na rynku.
Podobnie jak w przypadku centrów tokarskich, frezarki zdolne do wykonywania serii operacji na części bez interwencji operatora są powszechnie stosowane i często nazywane są po prostu pionowymi lub poziomymi centrami obróbczymi. Są one niezmiennie oparte na CNC.
Szlifowanie
Szlifowanie służy do usuwania niewielkich ilości materiału zarówno z powierzchni płaskich, jak i kształtów cylindrycznych. Szlifierki do płaszczyzn wykonują ruchy posuwisto-zwrotne przedmiotu obrabianego na stole, jednocześnie podając go na ściernicę. Głębokość skrawania ściernicy mieści się zwykle w przedziale od 0,00025 do 0,001 cala. Szlifierki walcowe mocują obrabiany przedmiot na centrach i obracają go, jednocześnie przykładając do niego obrzeża wirującej tarczy ściernej. Szlifowanie bezkłowe jest stosowane do produkcji małych elementów w dużych ilościach, gdzie szlifowana powierzchnia nie ma związku z żadną inną powierzchnią, z wyjątkiem jako całość. Szlifowane powierzchnie 200-500 min. rms są zwykle uważane za akceptowalne dla wielu zastosowań i są punktem wyjścia dla dalszych operacji wykańczania, które obejmują docieranie, honowanie i superfinishing.
Struganie
Struganie jest stosowane do obróbki przede wszystkim dużych płaskich powierzchni, szczególnie takich, które będą wykańczane przez skrobanie, jak np. prowadnice obrabiarek. Ekonomiczne jest również struganie małych części, połączonych w zamocowanie.
Piłowanie
Piłowanie metali jest zazwyczaj wykonywane za pomocą przecinarek i służy do tworzenia krótszych odcinków z prętów, wytłoczek itp. Powszechnie stosowane są pionowe i poziome piły taśmowe, które wykorzystują ciągłe pętle ząbkowanych taśm do przecinania materiału. Prędkość taśmy różni się w zależności od materiału z niektórych stopów wysokotemperaturowych wymagających powolne 30 fpm, podczas gdy bardziej miękkie materiały, takie jak aluminium cięcia z prędkością 1000 fpm lub więcej. Inne przecinarki to piły ręczne, piły tarczowe i piły tarczowe.
Przeciąganie otworów
Przeciąganie jest używane do produkcji kwadratowych otworów, rowków wpustowych, otworów wielowypustowych itp. Przeciągacz składa się z wielu zębów ułożonych sekwencyjnie prawie jak pilnik, ale z każdym kolejnym zębem nieco większym niż poprzedni. Przeciągany lub popychany przez przygotowany otwór (lub przez powierzchnię), przeciągacz wykonuje serię stopniowo coraz głębszych cięć. Przeciąganie jest często wykonywane przy użyciu pionowych maszyn typu prasującego. Przeciąganie jest często wykonywane przy użyciu pionowych lub poziomych maszyn, które w wielu przypadkach są napędzane hydraulicznie. Prędkości cięcia wahają się od 5 fpm dla metali o wysokiej wytrzymałości do nawet 50 fpm dla metali bardziej miękkich.
ECM/EDM
Są to niemechaniczne formy usuwania materiału, które wykorzystują iskry erozyjne lub chemikalia. Obróbka elektroerozyjna wykorzystuje iskrę przenoszoną przez płyn dielektryczny z elektrody na powierzchnię przewodzącego przedmiotu obrabianego. Za pomocą tej metody można obrabiać bardzo drobne elementy, w tym otwory o małej średnicy, wgłębienia matrycy itp. Na szybkość wyładowania nie ma wpływu twardość, ale właściwości termiczne i przewodność metalu.
Obróbka elektrochemiczna jest czymś w rodzaju odwrotnego procesu galwanizacji i produkuje otwory bez zadziorów o wysokiej jakości wykończenia powierzchni. Jest to proces obróbki na zimno i nie powoduje naprężeń termicznych w obrabianym przedmiocie.
Podsumowanie
W tym artykule przedstawiono krótkie podsumowanie operacji i procesów obróbki skrawaniem. Aby uzyskać więcej informacji na temat powiązanych produktów, zapoznaj się z innymi naszymi przewodnikami lub odwiedź stronę https://www.janus.com.pl/uslugi/, gdzie znajdziesz w ofercie szeroką gamę usług związanych z szlifowaniem wałków i otworów, frezowaniem i obróbką skrawaniem CNC itp.
