Motory automobilů, součásti letadel a kryty mobilních telefonů, které vidíme každý den, téměř všechny spoléhají na obrábění. Jednoduše řečeno, obrábění zahrnuje odebrání surového kovového polotovaru a použití různých obráběcích strojů a řezaček k odstranění přebytečného materiálu, jeho tvarování do specifických rozměrů a forem požadovaných plánem.
Přehled 7 běžných metod obrábění - Zhihu
I když všechny zahrnují řezání, metody jako soustružení, frézování, hoblování, broušení, vrtání a vyvrtávání se výrazně liší technikou řezání, použitým vybavením a typy úkolů, které mohou vykonávat.
Nejprve si ujasněme pojem: přesnost obrábění.
Než budeme diskutovat o metodách obrábění, musíme porozumět pojmu „přesnost“.
Přesnost se týká rozdílu mezi rozměry hotového dílu a rozměry uvedenými v plánu. Čím menší rozdíl, tím vyšší přesnost. Národní normy klasifikují přesnost do 20 stupňů v rozsahu od IT01 do IT18; nižší číslo znamená vyšší přesnost, zatímco vyšší číslo znamená nižší přesnost.
Mechanické díly používané v běžných továrnách mají obvykle přesnost kolem IT7, zatímco součásti zemědělských strojů jsou obvykle kolem IT8.
Dalším klíčovým ukazatelem je drsnost povrchu-v podstatě, jak hladký nebo plochý je povrch součásti. Měří se v mikrometrech (μm); čím nižší hodnota, tím hladší povrch.
I. Soustružení – Řezání při otáčení
Při soustružení se obrobek otáčí, zatímco řezný nástroj zůstává nehybný.
Během procesu soustružení je obrobek upnut na vřeteno soustruhu a otáčí se vysokou rychlostí, zatímco řezný nástroj se pohybuje lineárně po povrchu obrobku a odstraňuje přebytečný materiál vrstvu po vrstvě.
K čemu se soustruh nejlépe hodí? Součásti s rotační symetrií, jako jsou hřídele, kotouče a pouzdra. Jednoduše řečeno, na soustruhu se vyrábí téměř cokoliv ve tvaru válce. Komponenty jako klikové hřídele motoru a ložiskové kroužky spoléhají na otáčení.
CK61350 CNC Heavy-Vodorovný soustruh (tři{2}}vodicí)_Dezhou Zhongtuo Machine Tool Manufacturing Co., Ltd.
Přesnost soustružení se obecně pohybuje od IT8 do IT7 s drsností povrchu mezi 1,6 a 0,8 mikrometru. Přesným soustružením lze přesnost zlepšit na IT6–IT5 a drsnost snížit na 0,4–0,1 mikrometru. Při obrábění ne-železných kovů na vysoce přesném{11}soustruhu pomocí diamantového nástroje může být výsledný povrch lesklý jako zrcadlo; tento proces je známý jako "soustružení zrcadla."
Soustruhy nabízejí další výhodu: možnost provádět různé úkoly pouhou výměnou nástrojů. Montáží vnějšího soustružnického nástroje lze obrábět vnější průměry; vyvrtávací tyč umožňuje obrábění vnitřního otvoru; a závitovací nástroj umožňuje řezání závitů. Jediný standardní horizontální soustruh zvládne širokou škálu obráběcích operací.
II. Frézování – Současné řezání s více frézami-
Při frézování se řezný nástroj otáčí, zatímco obrobek zůstává stát nebo se pohybuje pomalu.
Frézování využívá více{0}}ozubené nástroje-konkrétně frézy,-kde každý zub provádí řezání, když se nástroj otáčí. Díky přítomnosti více zubů a absenci „vratného zdvihu naprázdno“, který se vyskytuje při hoblování, nabízí frézování vysokou účinnost.
Co umí frézky? Mohou obrábět ploché povrchy, drážky, stupně, ozubená kola, drážky, závity a složité povrchy forem-prakticky cokoliv. V důsledku toho je frézování považováno za nejuniverzálnější obráběcí proces.
Mastercam více{0}}osé obrábění – řešení a techniky pro efektivní komplexní obrábění povrchů (Mastercam Chinese Website)
Frézování obvykle dosahuje úrovně přesnosti IT8 až IT7 a hodnoty drsnosti povrchu mezi 6,3 a 1,6 mikrometry. CNC frézky nabízejí vyšší přesnost a dosahují úrovně 0,01-milimetru, zatímco pětiosé simultánní CNC frézky mohou dosáhnout přesnosti polohování ±0,002 milimetru.
Jaký je hlavní rozdíl mezi soustružením a frézováním? Soustružení je vhodné pro válcové a symetrické díly, zatímco frézování je ideální pro čtvercové, ploché nebo nepravidelné díly se složitými vlastnostmi. Obecně se hřídel soustruží, zatímco drážkovaný čtvercový blok se frézuje.
III. Vrtání – Specializované na vytváření děr
Vrtání zahrnuje rotující vrták postupující do pevného materiálu, aby vytvořil díru.
Vrtání je nejzákladnější způsob výroby otvorů. Lze jej provádět na vyhrazených vrtačkách nebo na soustruzích, vyvrtávačkách a frézkách.
Z3050×16 Nízká-těžká{3}}rychlostní radiální vrtačka – Tengzhou Gaodi Machine Tool Co., Ltd.
Vrtání má však neodmyslitelnou nevýhodu: omezenou přesnost. Vzhledem k tomu, že vrtáky jsou dlouhé a štíhlé, postrádají tuhost a mají tendenci se během operace vychylovat- ze středu. Vrtání obecně poskytuje přesnost pouze IT13 až IT11 s drsností povrchu 50 až 12,5 mikrometrů. Zatímco některé zdroje tvrdí, že může dosáhnout IT10, je to optimistický odhad.
V důsledku toho je vyvrtaná díra obvykle považována za hrubě{0}}obrobený prvek. Je-li požadována vysoká přesnost, musí otvor projít dalšími dokončovacími procesy, jako je válcování nebo vystružování.
IV. Vyvrtávání – Zušlechťování díry
Vyvrtávání zahrnuje opracování stávající díry, aby byla větší, kulatější a hladší.
Použitý nástroj se nazývá vyvrtávací tyč (nebo vyvrtávací nástroj); obvykle se jedná o jednobodový{0}}nástroj namontovaný na tyči, která zasahuje do otvoru a provádí řezání.
Největší výhodou vyvrtávání je, že průměr otvoru není striktně omezen velikostí nástroje. Při vrtání je velikost otvoru pevně dána průměrem vrtáku, zatímco vyvrtávací nástroj umožňuje nastavit hloubku řezu v určitém rozsahu, což nabízí mnohem větší flexibilitu.
Vrtáním lze dosáhnout přesnosti IT9 až IT7 a drsnosti povrchu 2,5 až 0,16 mikrometrů. Přesné vyvrtávání může dosáhnout IT7 až IT6 s úrovní drsnosti mezi 0,63 a 0,08 mikrometru.
Operace obrábění, o které jste možná slyšeli, ale nikdy jste ji neviděli: nudný-zážitek, který vám otevře oči- (Tencent Video).
Rozdíl mezi vrtáním a vyvrtáváním je jednoduchý: vrtáním se vytvoří nová díra v plném materiálu, zatímco vyvrtáváním se zvětší a zjemní stávající díra. Jeden přeměňuje „nic v něco“, zatímco druhý přeměňuje „drsné v rafinované“.
V. Hoblování – škrábání zpět-a{2}}vpřed
Hoblování zahrnuje pohyb nástroje tam a zpět v přímce po povrchu obrobku, podobně jako tesař hobluje dřevo.
Existují dva hlavní typy hoblíků: tvarovací (nebo vratný) a portálový. Obrážečky jsou vhodné pro malé až střední-obrobky, zatímco portálové hoblíky jsou určeny pro velké obrobky.
Hoblování se používá především k obrábění rovných ploch a rovných drážek. Je to běžná metoda pro obrábění vodicích drah velkých obráběcích strojů.
Portálový hoblík
Hoblováním se obecně dosahuje přesnosti IT9 až IT7 a drsnosti povrchu 6,3 až 1,6 mikrometrů. Hrubé hoblování je méně přesné (IT12 až IT11), zatímco dokončovací hoblování může dosáhnout IT8 až IT7.
Hoblování má však významnou nevýhodu: nízkou účinnost. Během vratného pohybu hoblíku se polovina zdvihu stráví naprázdno-neprovádí žádnou skutečnou práci. V hromadné výrobě je proto hoblování stále častěji nahrazováno frézováním. Dnes se hoblování používá především pro kusovou-kusovou nebo malosériovou-výrobu a pro obrábění plochých povrchů na velkých součástech.
VI. Broušení-Přesnost dosažená otěrem
Broušení zahrnuje použití brusného kotouče k odstranění tenké vrstvy materiálu z povrchu obrobku.
Obrobky určené k broušení obvykle prošly kalením (kalením) a mají vysokou tvrdost; protože je standardní soustružnické nebo frézovací nástroje nedokážou efektivně řezat, jsou zapotřebí brusné kotouče.
Broušení je přesný dokončovací proces schopný dosahovat vysoké přesnosti-obvykle v rozsahu od IT8 do IT5 nebo lepší-s hodnotami drsnosti povrchu mezi 1,25 a 0,16 mikrometrů. Přesné broušení může dosáhnout 0,16 až 0,04 mikrometru, ultra{9}}přesné broušení 0,04 až 0,01 mikrometru a broušení se zrcadlovým{12}}dokončením může dosáhnout úrovní pod 0,01 mikrometru.
[Obraz]
Přestože broušení nabízí vysokou přesnost, vyznačuje se nízkou účinností a vysokými náklady. Proto je to obvykle poslední krok v sekvenci obrábění; počáteční tvarování se provádí soustružením, frézováním nebo hoblováním, přičemž se ponechá malé množství materiálu (příspěvek) pro konečný brusný průchod.
Shrnutí
Každá z těchto šesti metod obrábění má své vlastní specifické použití:
Soustružení: Primární metoda pro rotační díly, jako jsou hřídele, kotouče a pouzdra.
Frézování: Nejuniverzálnější metoda používaná pro ploché povrchy, drážky, ozubení a složité zakřivené povrchy.
Vrtání: Používá se k vytváření nových otvorů; výchozí bod pro obrábění otvoru.
Vyvrtávání: Používá se ke zvětšení a zjemnění stávajících otvorů; nabízí mnohem vyšší přesnost než vrtání.
Hoblování: Používá se pro rovné povrchy a rovné drážky; nízká účinnost, ale vhodná pro velké součásti.
Broušení: Poslední dokončovací krok; používá se pro materiály s vysokou{0}}tvrdostí a dosahuje nejvyšší přesnosti.
Díly v rámci jednoho stroje často vyžadují kombinaci těchto metod. Například hřídel může být nejprve soustružena do tvaru, poté vyvrtána a nakonec její vnější průměr vybroušen-postupně-po-kroku přes hrubé obrábění, polodokončování-a dokončování.
S pokrokem CNC technologie a inteligentní výroby jsou tyto tradiční metody obrábění nově definovány. Soustružnická{1}}frézovací obráběcí centra mohou kombinovat soustružnické a frézovací operace do jednoho stroje. Pět-osé CNC obráběcí stroje umožňují obrábění více povrchů v jediném nastavení. Technologie AI může dokonce obráběcím strojům umožnit autonomně optimalizovat dráhy obrábění, čímž se snižuje závislost na zkušenostech zkušených strojníků. Stroje se vyvíjejí, ale základní logika -určující, kterou metodu řezání použít pro konkrétní tvar-, se v krátkodobém horizontu nezmění.
