Metódy obrábania

SÚSTRUŽENIE

Počas sústruženia sa obrobok otáča a vytvára hlavný rezný pohyb.Keď sa nástroj pohybuje pozdĺž rovnobežnej osi otáčania, vytvárajú sa vnútorné a vonkajšie valcové plochy.Nástroj sa pohybuje pozdĺž šikmej čiary pretínajúcej os a vytvára kužeľovú plochu.Na profilovacom sústruhu alebo CNC sústruhu môže byť nástroj ovládaný tak, aby sa posúval pozdĺž krivky, aby vytvoril špecifický rotačný povrch.Pomocou tvárniaceho sústružníckeho nástroja možno rotačnú plochu spracovávať aj pri bočnom posuve.Sústruženie môže spracovať aj povrchy závitov, koncové roviny a excentrické hriadele.Presnosť sústruženia je vo všeobecnosti IT8-IT7 a drsnosť povrchu je 6,3-1,6μm.Pri dokončovaní môže dosiahnuť IT6-IT5 a drsnosť môže dosiahnuť 0,4-0,1μm.Sústruženie má vyššiu produktivitu, hladší proces rezania a jednoduchšie nástroje.

FRÉZOVANIE
Hlavným rezným pohybom je rotácia nástroja.Pri horizontálnom frézovaní je tvorenie roviny tvorené hranou na vonkajšom povrchu frézy.Pri čelnom frézovaní rovinu tvorí čelná hrana frézy.Zvýšením rýchlosti otáčania frézy možno dosiahnuť vyššie rezné rýchlosti a tým aj vyššiu produktivitu.Avšak v dôsledku zarezania a vyrezania zubov frézy sa vytvára náraz a proces rezania je náchylný na vibrácie, čím sa obmedzuje zlepšenie kvality povrchu.Tento náraz tiež zhoršuje opotrebovanie nástroja, čo často vedie k vylamovaniu tvrdokovovej doštičky.Vo všeobecnom čase, keď je obrobok odrezaný, je možné dosiahnuť určité množstvo chladenia, takže podmienky rozptylu tepla sú lepšie.Podľa rovnakého alebo opačného smeru rýchlosti hlavného pohybu a smeru posuvu obrobku pri frézovaní sa delí na frézovanie dole a frézovanie hore.
1. Stúpanie frézovanie
Horizontálna zložka sily frézovacej sily je rovnaká ako smer posuvu obrobku.Vo všeobecnosti je medzi skrutkou posuvu stola obrobku a pevnou maticou medzera.Preto môže rezná sila ľahko spôsobiť, že sa obrobok a stôl spoločne posunú dopredu, čo spôsobí náhly posuv.zvýšenie, čo spôsobuje nôž.Pri frézovaní obrobkov s tvrdými povrchmi, ako sú odliatky alebo výkovky, sa zuby spodnej frézy najskôr dostanú do kontaktu s tvrdou pokožkou obrobku, čo zhoršuje opotrebovanie frézy.
2. Horné frézovanie
Môže sa vyhnúť pohybovému javu, ktorý sa vyskytuje pri spodnom frézovaní.Pri up-cut frézovaní sa hrúbka rezu od nuly postupne zväčšuje, takže rezná hrana začína pociťovať periódu stláčania a kĺzania po opracovanom povrchu kalenej rezom, čím sa urýchľuje opotrebovanie nástroja.Zároveň pri up frézovaní frézovacia sila zdvíha obrobok, čo môže ľahko spôsobiť vibrácie, čo je nevýhoda up frézovania.
Presnosť obrábania frézovania môže vo všeobecnosti dosiahnuť IT8-IT7 a drsnosť povrchu je 6,3-1,6μm.
Bežné frézovanie môže vo všeobecnosti spracovať iba rovné povrchy a formovacie frézy môžu tiež spracovať pevné zakrivené povrchy.CNC fréza môže pomocou softvéru ovládať niekoľko osí, ktoré majú byť prepojené podľa určitého vzťahu cez CNC systém na frézovanie zložitých zakrivených plôch.V súčasnosti sa vo všeobecnosti používa guľová fréza.CNC frézky majú osobitný význam pre obrábanie obrobkov zložitých tvarov, ako sú lopatky strojov s obežným kolesom, jadrá a dutiny foriem.

PLÁNOVANIE
Pri hobľovaní je vratný lineárny pohyb nástroja hlavným rezným pohybom.Preto rýchlosť hobľovania nemôže byť príliš vysoká a produktivita je nízka.Hobľovanie je stabilnejšie ako frézovanie a jeho presnosť obrábania môže vo všeobecnosti dosiahnuť IT8-IT7, drsnosť povrchu je Ra6,3-1,6μm, rovinnosť presného hobľovania môže dosiahnuť 0,02/1000 a drsnosť povrchu je 0,8-0,4μm.

BRÚSENIE

Brúsenie spracováva obrobok pomocou brúsneho kotúča alebo iných brúsnych nástrojov a jeho hlavným pohybom je otáčanie brúsneho kotúča.Proces brúsenia brúsneho kotúča je vlastne kombinovaný účinok troch účinkov abrazívnych častíc na povrch obrobku: rezanie, gravírovanie a posúvanie.Samotné brúsne častice sa pri brúsení postupne otupujú od ostrosti, čím sa zhoršuje rezný efekt a zvyšuje sa rezná sila.Keď rezná sila presiahne silu lepidla, guľaté a matné brúsne zrná odpadnú, čím sa odkryje nová vrstva brúsnych zŕn, čím sa vytvorí „samoostrenie“ brúsneho kotúča.Ale triesky a abrazívne častice môžu stále upchať koleso.Preto je potrebné po určitom čase brúsenia brúsny kotúč otrieť diamantovým sústružníckym nástrojom.
Pri brúsení, pretože existuje veľa čepelí, je spracovanie stabilné a vysoko presné.Brúska je dokončovací obrábací stroj, presnosť brúsenia môže dosiahnuť IT6-IT4 a drsnosť povrchu Ra môže dosiahnuť 1,25-0,01μm alebo dokonca 0,1-0,008μm.Ďalšou vlastnosťou brúsenia je, že dokáže spracovať kalené kovové materiály.Preto sa často používa ako konečný krok spracovania.Pri brúsení vzniká veľké množstvo tepla a na chladenie je potrebné dostatočné množstvo reznej kvapaliny.Podľa rôznych funkcií možno brúsenie rozdeliť aj na valcové brúsenie, brúsenie vnútorných otvorov, ploché brúsenie atď.

VŔTANIE a NUDA

Na vŕtačke je otáčanie otvoru vrtákom najbežnejším spôsobom obrábania otvoru.Presnosť obrábania vŕtania je nízka, vo všeobecnosti dosahuje iba IT10 a drsnosť povrchu je zvyčajne 12,5-6,3 μm.Po vŕtaní sa vystružovanie a vystružovanie často používa na polodokončovanie a dokončovanie.Na vystružovanie sa používa vystružovací vrták a na vystružovanie vystružovací nástroj.Presnosť vystružovania je vo všeobecnosti IT9-IT6 a drsnosť povrchu je Ra1,6-0,4μm.Pri vystružovaní a vystružovaní vrták a výstružník vo všeobecnosti sledujú os pôvodného spodného otvoru, čo nemôže zlepšiť presnosť polohy otvoru.Vŕtanie koriguje polohu otvoru.Vyvrtávanie sa môže vykonávať na vyvrtávačke alebo sústruhu.Pri vyvrtávaní na vyvrtávačke je vyvrtávací nástroj v podstate rovnaký ako sústružnícky, až na to, že obrobok sa nepohybuje a vyvrtávací nástroj sa otáča.Presnosť vyvrtávacieho obrábania je vo všeobecnosti IT9-IT7 a drsnosť povrchu je Ra6,3-0,8 mm..
Vŕtací sústruh

SPRACOVANIE POVRCHU ZUBOV

Metódy obrábania povrchu zubov ozubených kolies možno rozdeliť do dvoch kategórií: metóda tvárnenia a metóda generovania.Obrábací stroj používaný na spracovanie povrchu zubov metódou tvarovania je vo všeobecnosti obyčajná frézka a nástrojom je tvarovacia fréza, ktorá vyžaduje dva jednoduché tvarovacie pohyby: rotačný pohyb nástroja a lineárny pohyb.Bežne používané obrábacie stroje na opracovanie povrchov zubov metódou generovania zahŕňajú odvaľovacie stroje na ozubenie a obrábacie stroje na ozubenie.

KOMPLEXNÉ POVRCHOVÉ SPRACOVANIE

 
Obrábanie trojrozmerných zakrivených plôch využíva hlavne metódy kopírovacieho frézovania a CNC frézovania alebo špeciálne metódy spracovania (pozri časť 8).Kopírovacie frézovanie musí mať prototyp ako predlohu.Počas spracovania je profilovacia hlava guľovej hlavy vždy v kontakte s povrchom prototypu s určitým tlakom.Pohyb profilovacej hlavy sa transformuje na indukčnosť a zosilnenie spracovania riadi pohyb troch osí frézky, tvoriacej trajektóriu frézovacej hlavy pohybujúcej sa po zakrivenom povrchu.Frézy väčšinou používajú guľové frézy s rovnakým polomerom ako profilovacia hlava.Vznik technológie numerického riadenia poskytuje efektívnejšiu metódu povrchového obrábania.Pri obrábaní na CNC fréze alebo obrábacom centre sa spracováva guľovou frézou podľa hodnoty súradníc bod po bode.Výhodou využitia obrábacieho centra na spracovanie zložitých povrchov je, že na obrábacom centre je zásobník nástrojov vybavený desiatkami nástrojov.Na hrubovanie a dokončovanie zakrivených povrchov možno použiť rôzne nástroje pre rôzne polomery zakrivenia konkávnych povrchov a tiež je možné vybrať vhodné nástroje.Zároveň je možné v jednej inštalácii opracovať rôzne pomocné plochy ako otvory, závity, drážky a pod.To plne zaručuje relatívnu presnosť polohy každého povrchu.

ŠPECIÁLNE SPRACOVANIE

Špeciálna metóda spracovania sa vzťahuje na všeobecný termín pre sériu metód spracovania, ktoré sa líšia od tradičných metód rezania a používajú chemické, fyzikálne (elektrina, zvuk, svetlo, teplo, magnetizmus) alebo elektrochemické metódy na spracovanie materiálov obrobkov.Tieto metódy obrábania zahŕňajú: chemické obrábanie (CHM), elektrochemické obrábanie (ECM), elektrochemické obrábanie (ECMM), elektroerozívne obrábanie (EDM), elektrické kontaktné obrábanie (RHM), ultrazvukové obrábanie (USM), obrábanie laserovým lúčom (LBM), Obrábanie iónovým lúčom (IBM), obrábanie elektrónovým lúčom (EBM), plazmové obrábanie (PAM), elektrohydraulické obrábanie (EHM), obrábanie abrazívnym prúdom (AFM), obrábanie abrazívnym prúdom (AJM), obrábanie kvapalinovým lúčom (HDM) a rôzne kompozitné spracovanie.

1. EDM
EDM má využívať vysokú teplotu generovanú okamžitým iskrovým výbojom medzi nástrojovou elektródou a elektródou obrobku na erodovanie povrchového materiálu obrobku, aby sa dosiahlo opracovanie.EDM obrábacie stroje sa vo všeobecnosti skladajú z impulzného napájacieho zdroja, automatického podávacieho mechanizmu, tela obrábacieho stroja a filtračného systému cirkulácie pracovnej tekutiny.Obrobok je upevnený na stole stroja.Impulzný zdroj energie poskytuje energiu potrebnú na spracovanie a jeho dva póly sú pripojené k nástrojovej elektróde a k obrobku.Keď sa nástrojová elektróda a obrobok priblížia k sebe v pracovnej tekutine poháňanej podávacím mechanizmom, napätie medzi elektródami preruší medzeru, čím sa vytvorí iskrový výboj a uvoľní sa veľa tepla.Potom, čo povrch obrobku absorbuje teplo, dosiahne veľmi vysokú teplotu (nad 10 000 ° C) a jeho lokálny materiál sa tavením alebo dokonca splyňovaním odleptá a vytvorí malú jamku.Filtračný systém cirkulácie pracovnej tekutiny núti vyčistenú pracovnú tekutinu prejsť cez medzeru medzi elektródou nástroja a obrobkom pod určitým tlakom, aby sa včas odstránili produkty galvanickej korózie a filtrovali produkty galvanickej korózie z pracovnej tekutiny.V dôsledku viacnásobných výbojov sa na povrchu obrobku vytvorí veľké množstvo jamiek.Nástrojová elektróda sa plynule spúšťa pod pohon podávacieho mechanizmu a jej obrysový tvar sa „kopíruje“ na obrobok (hoci materiál nástrojovej elektródy bude tiež erodovaný, jeho rýchlosť je oveľa nižšia ako rýchlosť materiálu obrobku).EDM obrábací stroj na obrábanie zodpovedajúcich obrobkov špeciálne tvarovanými elektródovými nástrojmi
① Spracovanie tvrdých, krehkých, húževnatých, mäkkých a vodivých materiálov s vysokou teplotou topenia;
②Spracovanie polovodičových materiálov a nevodivých materiálov;
③ Spracujte rôzne typy otvorov, zakrivené otvory a malé otvory;
④ Spracujte rôzne trojrozmerné zakrivené dutiny, ako sú kovacie matrice, matrice na tlakové liatie a plastové matrice;
⑤ Používa sa na rezanie, rezanie, spevnenie povrchu, gravírovanie, tlač štítkov a značiek atď.
Drôtový EDM obrábací stroj na obrábanie 2D profilových obrobkov s drôtenými elektródami

2. Elektrolytické obrábanie
Elektrolytické obrábanie je spôsob tvárnenia obrobkov využívajúci elektrochemický princíp anodického rozpúšťania kovov v elektrolytoch.Obrobok je pripojený ku kladnému pólu napájacieho zdroja jednosmerného prúdu, nástroj je pripojený k zápornému pólu a medzi týmito dvoma pólmi je udržiavaná malá medzera (0,1 mm ~ 0,8 mm).Elektrolyt s určitým tlakom (0,5 MPa – 2,5 MPa) prúdi cez medzeru medzi dvoma pólmi vysokou rýchlosťou 15 m/s – 60 m/s).Keď je nástrojová katóda nepretržite privádzaná k obrobku, na povrchu obrobku smerujúceho ku katóde sa kovový materiál nepretržite rozpúšťa podľa tvaru katódového profilu a produkty elektrolýzy sú odvádzané vysokorýchlostným elektrolytom, takže tvar profilu nástroja sa zodpovedajúcim spôsobom „skopíruje“ “ na obrobok.
①Pracovné napätie je malé a pracovný prúd je veľký;
② Spracujte profil alebo dutinu zložitého tvaru naraz jednoduchým pohybom posuvu;
③ Dokáže spracovať ťažko spracovateľné materiály;
④ Vysoká produktivita, asi 5 až 10-krát vyššia ako EDM;
⑤ Počas spracovania nie je žiadna mechanická rezná sila ani rezné teplo, ktoré je vhodné na spracovanie ľahko deformovateľných alebo tenkostenných častí;
⑥ Priemerná tolerancia obrábania môže dosiahnuť približne ±0,1 mm;
⑦ Existuje veľa pomocných zariadení, ktoré pokrývajú veľkú plochu a vysoké náklady;
⑧Elektrolyt nielenže koroduje obrábací stroj, ale tiež ľahko znečisťuje životné prostredie.Elektrochemické obrábanie sa používa hlavne na spracovanie otvorov, dutín, zložitých profilov, hlbokých otvorov s malým priemerom, drážkovanie, odhrotovanie a gravírovanie.

3. Laserové spracovanie
Laserové spracovanie obrobku je ukončené laserovým obrábacím strojom.Stroje na spracovanie laserom sa zvyčajne skladajú z laserov, napájacích zdrojov, optických systémov a mechanických systémov.Lasery (bežne používané pevnolátkové lasery a plynové lasery) premieňajú elektrickú energiu na svetelnú energiu na generovanie požadovaných laserových lúčov, ktoré sú zaostrené optickým systémom a následne ožarované na obrobok na spracovanie.Obrobok je upevnený na presnom pracovnom stole s tromi súradnicami, ktorý je riadený a poháňaný numerickým riadiacim systémom na dokončenie posuvu potrebného na spracovanie.
① Nie sú potrebné žiadne obrábacie nástroje;
② Hustota výkonu laserového lúča je veľmi vysoká a dokáže spracovať takmer všetky kovové a nekovové materiály, ktoré sa ťažko spracovávajú;
③ Laserové spracovanie je bezkontaktné spracovanie a obrobok nie je deformovaný silou;
④ Rýchlosť laserového vŕtania a rezania je veľmi vysoká, materiál okolo spracovacej časti je ťažko ovplyvnený rezným teplom a tepelná deformácia obrobku je veľmi malá.
⑤ Štrbina laserového rezania je úzka a kvalita reznej hrany je dobrá.Laserové spracovanie sa široko používa v matriciach na ťahanie diamantových drôtov, ložiskách hodiniek, poréznych plášťoch divergentných vzduchom chladených razníkov, spracovaní malých otvorov trysiek na vstrekovanie paliva do motora, čepelí leteckých motorov atď., Ako aj pri rezaní rôznych kovových materiálov. a nekovových materiálov..

4. Ultrazvukové spracovanie
Ultrazvukové obrábanie je metóda, pri ktorej koncová plocha nástroja vibrujúca ultrazvukovou frekvenciou (16 kHz ~ 25 kHz) naráža na suspendované brusivo v pracovnej kvapaline a abrazívne častice narážajú a leštia povrch obrobku, aby sa realizovalo opracovanie obrobku. .Ultrazvukový generátor konvertuje striedavú elektrickú energiu striedavej energie na elektrickú osciláciu s ultrazvukovou frekvenciou s určitým výstupným výkonom a prevádza elektrickú osciláciu ultrazvukovej frekvencie na ultrazvukové mechanické vibrácie cez prevodník.～0,01 mm sa zväčší na 0,01 až 0,15 mm, čím nástroj začne vibrovať.Čelo nástroja pri vibráciách naráža na suspendované abrazívne častice v pracovnej kvapaline, takže neustále naráža a vysokou rýchlosťou leští povrch, ktorý sa má obrábať, a rozdrví materiál v oblasti spracovania na veľmi jemné častice a narazí. to dole.Aj keď je v každom údere veľmi málo materiálu, stále existuje určitá rýchlosť spracovania kvôli vysokej frekvencii úderov.V dôsledku cirkulujúceho prúdenia pracovnej tekutiny sú zasiahnuté častice materiálu včas odobraté.Pri postupnom vkladaní nástroja sa jeho tvar „skopíruje“ na obrobok.
Pri spracovaní ťažko obrobiteľných materiálov sa ultrazvukové vibrácie často kombinujú s inými metódami spracovania pre spracovanie kompozitov, ako je ultrazvukové sústruženie, ultrazvukové brúsenie, ultrazvukové elektrolytické obrábanie a rezanie drôtom ultrazvukom.Tieto metódy spracovania kompozitov kombinujú dve alebo aj viac metód spracovania, ktoré sa môžu navzájom dopĺňať a výrazne zlepšiť efektivitu spracovania, presnosť spracovania a kvalitu povrchu obrobku.

VOĽBA METÓDY SPRACOVANIA

Výber spôsobu spracovania zohľadňuje najmä tvar povrchu dielu, požiadavky na rozmerovú presnosť a presnosť polohy, požiadavky na drsnosť povrchu, ako aj na existujúce obrábacie stroje, nástroje a iné zdroje, výrobnú dávku, produktivitu a ekonomickú a technickú analýzu. a ďalšie faktory.
Obrábacie cesty pre typické povrchy
1. Trasa obrábania vonkajšieho povrchu

• 1. Hrubé sústruženie→polodokončovanie→dokončovanie:

Možno spracovať najpoužívanejší, vyhovujúci IT≥IT7, ▽≥0,8 vonkajšieho kruhu

• 2. Hrubé sústruženie → polodokončovacie sústruženie → hrubé brúsenie → jemné brúsenie:

Používa sa pre železné kovy s požiadavkami na kalenie IT≥IT6, ▽≥0,16.

• 3. Hrubé sústruženie→polodokončovacie sústruženie→dokončovacie sústruženie→diamantové sústruženie:

Pre neželezné kovy, vonkajšie povrchy, ktoré nie sú vhodné na brúsenie.

• 4. Hrubé sústruženie → polodokončovanie → hrubé brúsenie → jemné brúsenie → brúsenie, superfinišovanie, pásové brúsenie, zrkadlové brúsenie, prípadne leštenie pre ďalšiu konečnú úpravu na základe 2.

Účelom je znížiť drsnosť a zlepšiť rozmerovú presnosť, presnosť tvaru a polohy.

2. Trasa spracovania otvoru

• 1. Vŕtanie → hrubý ťah → jemný ťah:

Používa sa na spracovanie vnútorného otvoru, otvoru s jedným kľúčom a drážkového otvoru na hromadnú výrobu častí diskových objímok so stabilnou kvalitou spracovania a vysokou efektívnosťou výroby.

• 2. Vŕtanie → Rozbaliť → Vystružovať → Ručné vystružovanie:

Používa sa na spracovanie malých a stredných otvorov, korekciu presnosti polohy pred vystružovaním a vystružovanie na zabezpečenie veľkosti, presnosti tvaru a drsnosti povrchu.

• 3. Vŕtanie alebo hrubé vyvrtávanie → polodokončovacie vyvrtávanie → jemné vyvrtávanie → plávajúce vyvrtávanie alebo diamantové vyvrtávanie

aplikácia:
1) Spracovanie pórov škatule v jednokusovej malosériovej výrobe.
2) Spracovanie otvorov s vysokými požiadavkami na presnosť polohovania.
3) Otvor s relatívne veľkým priemerom je väčší ako 80 mm a na polotovare sú už odliate otvory alebo kované otvory.
4) Neželezné kovy majú diamantové vŕtanie, aby sa zabezpečila ich veľkosť, tvar a presnosť polohy a požiadavky na drsnosť povrchu

• 4. /Vŕtanie (hrubé vyvrtávanie) hrubé brúsenie → polodokončovanie → jemné brúsenie → brúsenie alebo brúsenie

Použitie: obrábanie kalených dielov alebo obrábanie otvorov s vysokými požiadavkami na presnosť.
ilustruj:
1) Konečná presnosť opracovania otvoru do značnej miery závisí od úrovne operátora.
2) Špeciálne metódy spracovania sa používajú na spracovanie extra malých otvorov.

3.cesta spracovania lietadla

• 1. Hrubé frézovanie→polodokončovanie→dokončovanie→vysokorýchlostné frézovanie

Bežne používané v rovinnom obrábaní, v závislosti od technických požiadaviek na presnosť a drsnosť povrchu opracovávaného povrchu, proces môže byť usporiadaný flexibilne.

• 2. /hrubé hobľovanie → polojemné hobľovanie → jemné hobľovanie → široký nôž jemné hobľovanie, škrabanie alebo brúsenie

Je široko používaný a má nízku produktivitu.Často sa používa pri spracovaní úzkych a dlhých plôch.Konečné usporiadanie procesu závisí aj od technických požiadaviek obrábaného povrchu.

• 3. Frézovanie (hobľovanie) → polodokončovanie (hobľovanie) → hrubé brúsenie → jemné brúsenie → brúsenie, presné brúsenie, pásové brúsenie, leštenie

Obrobený povrch je kalený a konečný proces závisí od technických požiadaviek obrábaného povrchu.

• 4. ťahať → jemný ťah

Veľkosériová výroba má drážkované alebo stupňovité povrchy.

• 5. Sústruženie→Sústruženie polotovarov→dokončovacie sústruženie→sústruženie diamantom

Ploché obrábanie dielov z neželezných kovov.