Som specialist inom metalltillverkningssektorn får jag ofta frågan ombearbetade delarprocesser involverade i att tillverka precisionskomponenter. Bearbetning använder olika mekaniska skärmetoder för att selektivt ta bort material och uppnå önskade delformer, dimensioner och ytfinish.
Maskinbearbetade delarProcesser enligt följande:
1. Vändning
Svarvning, även känd som extern cylindrisk slipning, använder ett skärverktyg för att roterande skära bort material från den yttre diametern på ett roterande cylindriskt arbetsstycke (Kalpakjian och Schmid, 2014). Verktyget rör sig linjärt längs rotationsaxeln för att skapa externa funktioner som cylindrar, avsmalningar, spår och gängor.
Svarvning är idealisk för att generera rotationssymmetri och utmärka sig vid höga produktionshastigheter. Moderna CNC-svarvcentra med levande verktyg möjliggör också komplexa fräsoperationer som borrning, borrning och konturering under samma installation. Högtryckskylsystem underlättar spånavlägsnande och precision.
2. Fräsning
Fräsning använder en roterande flertandad fräs för att gradvis ta bort material medan arbetsstycket rör sig i förhållande till verktygets axel (Kalpakjian och Schmid, 2014). Processen kan generera plana ytor, vinklade slitsar, hål, räfflor, fickor och konturformade 3D friformsformer. Fräsning är mer mångsidigt än svarvning för att producera komplexa detaljgeometrier.
Nyckeltyper av fräsning inkluderar planfräsning, planfräsning, ändfräsning och konturfräsning. Operationer kan använda horisontella, vertikala eller portalfräsar med CNC-funktioner för att utföra komplexa verktygsbanor med snäva toleranser. Höghastighetsspindlar och hårdmetallfräsar ökar metallavverkningshastigheten.
3. Borrning
Borrning skapar cylindriska hål i metallarbetsstycken med hjälp av en roterande borrkrona som skär bort material (Kalpakjian och Schmid, 2014). Borraxeln matas vinkelrätt mot delen genom att antingen rotera arbetsstycket medan borren är fixerad axiellt, eller mata in ett fast arbetsstycke till en roterande borr.
Djupa hålsborrning kan ge extrema bildförhållanden över 50:1 i en gång med hjälp av specialutrustning som pistolborrar. CNC-borrcenter utför noggrann, höghastighetshålsborrning. Kylmedel eller skärbeläggningar bekämpar höga temperaturer och spånsvetsning.
4. Tråkigt
Borrning förstorar befintliga hål genom axiell frammatning av en- eller flerpunktsfräsar till en roterande del (Kalpakjian och Schmid, 2014). Borrning uppnår högre diameterprecision och finare ytfinish än borrning. Processen tillåter också att förstora hål som är otillgängliga för konventionell borrning.
Borrhuvuden kan rymma olika skärtyper inklusive justerbara blad för stora diametrar. CNC-borrmaskiner ger komplexa rörelser för precisionshålmönster. Linjeborrmaskiner har flera inriktade hål för motorns cylinderhus. Boring är idealiskt för findimensionering och efterbehandling av hål.
5. Brotschning
Brotschning utförs efter borrning eller borrning för att förbättra hålets precision, ytfinish och dimensionsnoggrannhet med hjälp av speciella brotschverktyg (Kalpakjian och Schmid, 2014). Justerbara bladbrotschar tillåter en liten diametral förstoring. Solida brotschar ger snävare toleranser.
Chucking brotschar används för genomgående hål medan bottnar brotschar förstorar djupa blinda hålrum. Brotschning tar bort små ojämnheter och minskar skrammelmärken från den första håltagningen. Det är en viktig efterbearbetningsoperation för precisionshål.
6.Tappning
Tappning skär inre skruvgängor i hål med hjälp av ett roterande gängverktyg med utvändiga gängprofiler som matchar de erforderliga gängspecifikationerna (Oberg et al., 2016). Processen deformerar material plastiskt snarare än att ta bort det. Tappning används för att producera starka, exakta invändiga gängor för bultar och fästelement.
Handtappar för små gängor kan användas men högre produktivitet uppnås med hjälp av CNC-gängcentrum och automatiserade processer. Kylmedel hjälper till att reglera temperaturen och evakuera spån från hålen. Kranar måste vridas baklänges under indragning för att skydda nyklippta gängor.
7. Broschering
Broschning är en specialiserad process för att generera komplexa inre eller yttre egenskaper som icke-cirkulära hål, splinetänder eller udda former genom att trycka eller dra ett broschverktyg förbi arbetsstycket (El-Hofy, 2005). Broschen innehåller graderade skär som skär materialet i etapper för att färdigställa intrikata former som annars inte går att uppnå.
Hydrauliska pressar ger linjär slagrörelse med justerbart tryck för brytning. Datoriserad broschutrustning tillåter komplexa 3D-profiler. Broschning är idealisk för massproduktion av komplexa precisionsformer med snäva toleranser. Verktygskostnaderna är dock höga.
8. Kugghjulstillverkning
Kugghjul är viktiga mekaniska transmissionskomponenter som tillverkas med olika metoder (Mishra, 2015). Involuta kuggar kan framställas genom grävning, formning, fräsning eller slipning. Koniska och snäckväxlar kräver speciella processer.
Precisionsslipning av kugghjul med CBN-slipskivor ger fin ytfinish och dimensionsnoggrannhet. Formning med kugghjulsskär möjliggör stora modulväxlar. Kugghjul av plast är formsprutade. Kugghjulstillverkning kräver en skicklig uppsättning av processparametrar och skärgeometri för högkvalitativa resultat.
9. Slipnings- och slipprocesser
Slipning använder slipskivor, remmar eller skivor för att avlägsna material genom mikrospånbildning för extremt fin precision, ytfinish och små egenskaper (Kalpakjian och Schmid, 2014). Krypmatningsmalning tar effektivt bort stora volymer metall. Superslipande diamanthjul utmärker sig i härdade material.
Slipande processer som honing och lappning använder fasta eller lösa slipmedel för slutlig limning och polering. Datorstyrda slipcenter med automatisk hjulbehandling/kompensering uppnår submikron noggrannhet. Slipning fullbordar det mestabearbetade delar.
Teknologier tillgodoser olika tillverkningskrav - från grundläggande cylindrisk svarvning och borrning till ultraprecisionsslipning och broschning av kugghjul. Att förstå kapaciteten och begränsningarna för varje process är nyckeln till att kostnadseffektivt producera funktionella precisionsmetallkomponenter. Med fortsatta framsteg inom verktygsmaskiner, skärande verktyg, automation och övervakning, kommer bearbetningsproduktiviteten och detaljkvaliteten att fortsätta att förbättras.
Please contact China Welong at info@welongpost.com to discuss engineering your next bearbetade delarlösning.
Referenser:
El-Hofy, H. (2005). Grunderna för bearbetningsprocesser: Konventionella och icke-konventionella processer. CRC Press, Boca Raton, FL.
Kalpakjian, S. och Schmid, S. (2014). Tillverkningsteknik och teknik. Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ.
Mishra, R. (2015). Introduktion till redskapstillverkning. DDGears Consulting, Bangalore, Indien.
Oberg, E. et al. (2016). Maskinens handbok. Industrial Press, New York.