Koneistusprosessien tyypit

Johdanto

Koneistusprosessit ovat tärkeitä hienotoleranssien komponenttien valmistuksessa, koska niissä poistetaan materiaalia työkappaleesta. Niillä on merkittävä rooli teollisuudessa valmistettujen komponenttien määrittelyssä, valmistuksessa ja viimeistelyssä.

Alkaen joistakin vanhimmista tekniikoista, kuten jyrsinnästä ja sorvaamisesta, ja siirtyen nykyaikaisiin menetelmiin, kuten EDM ja jopa lisäainevalmistukseen, jokainen menetelmä on hyödyllinen tietyllä tavalla. Näiden prosessien tuntemus on ratkaisevan tärkeää valittaessa sopivin tekniikka riippuen materiaalista, ongelman vaikeudesta ja tarkkuusvaatimuksista. Tässä artikkelissa käsittelemme yleisimpiä koneistusprosessien luokkia ja niiden käyttöä nykytuotannossa.

Mitä on koneistus?

Koneistus on valmistusprosessi, jossa materiaali leikataan pois työkappaleesta halutun profiilin saamiseksi. Tämä suoritetaan käyttämällä laitteita, kuten sorveja, jyrsimiä, poraa, sellaisia ​​​​laitteita, jotka leikkaavat, hiovat tai muotoilevat materiaalia tarkasti. Sen avulla on mahdollista luoda elementtejä, joissa on ohuet seinät ja toisaalta paksuja, kestäviä elementtejä, joita käytetään hyvin usein auto-, ilmailu- ja jopa lääketeollisuudessa.

Koneistus tehdään metalleille, muoveille ja muille materiaaleille ja se on erittäin tärkeää osien valmistuksessa, joita ei voida valmistaa muilla menetelmillä. Usein siinä käytetään työkaluja, kuten leikkaus, hionta tai sorvaus materiaalin poistamiseksi, jotta komponentti saadaan tiettyyn kokoon, muotoon ja pintakäsittelyyn.

Sorvaus, jyrsintä ja poraus ovat yleisiä työstöprosesseja, jotka valitaan tietyn osan tavoitegeometrioiden perusteella. Näiden prosessien avulla valmistajat voivat luoda kaikkea geometrisista perusmuodoista monimutkaisempiin malleihin erittäin tarkasti.

12 koneistusprosessia selitetty

Koneistus on yksi tärkeimmistä valmistuksen toiminnoista, sillä se käsittää komponenttien muotoilun raaka-aineista. Eri sovelluksiin tarvitaan erilaisia ​​työstöjä materiaalityypin, osan muodon ja tuotantomäärän mukaan. Keskustellaan kahdestatoista peruskoneistusoperaatiosta, niiden lajikkeista, eduista ja käyttötavoista.

Kääntäminen

Sorvaus on prosessi, jossa työkappale pyörii, kun leikkaustyökalu kulkee kehää pitkin materiaalin leikkaamiseksi. Useammin tätä käytetään lieriömäisten työkappaleiden muodostamiseen. Ohjelman sisällä voidaan saavuttaa erilaisia ​​muotoja työkalun kulmasta ja pitopaikasta riippuen.

Yleiset tyypit:

CNC-sorvaus: Sorvaus käyttää tietokoneistettua numeerisesti ohjattua sorvausta tarkkuuden saavuttamiseksi.

Live Tooling: Tämä sopii sorvaukseen ja jyrsintään samanaikaisesti.

Tornisorvit: Niitä voidaan käyttää valmistamaan suuria määriä monimutkaisia ​​muotoiltuja osia ja komponentteja.

Tärkeimmät edut:

Tämä sopii pyöreisiin lieriömäisiin töihin ja malleihin, jotka vaativat huomattavaa tarkkuutta.

Suuri tarkkuus erityisesti pitkille suorille osille.

Taloudellinen sekä pienille että suurille tuotantomäärille.

Yleiset käyttötavat:

Akselit, holkit, pultit ja hihnapyörät.

Jyrsintä

Koneistukseen kuuluu materiaalin leikkaaminen työkappaleesta terävillä työkaluilla. Jyrsintä on prosessi, jossa pyörivää leikkuria käytetään materiaalin leikkaamiseen työkappaleesta. Leikkuri kääntyy ja pyörii useisiin suuntiin tasaisten, kaarevien tai mukautettujen muotojen luomiseksi.Jyrsinkoneetovat erittäin joustavia, ja osia, joilla on monimutkainen muoto, voidaan valmistaa.

Yleiset tyypit:

Pystyjyrsintä: Leikkuutyökalu on liikkeellään pystytasossa.

Vaakajyrsintä: Jyrsin liikkuu vaakasuunnassa ja sopii parhaiten suuremmille materiaalin osille.

CNC-jyrsintä: Automatisoidut toiminnot ja tietokoneohjatut jyrsinkoneet.

Tärkeimmät edut:

Hyvä soveltuvuus useiden muotojen valmistukseen.

Pakottaa mahdollistamaan tasaisten, kulmikas ja kaarevien pintojen koneistuksen.

Sopii pienille ja suurille komponenteille.

Yleiset käyttötavat:

Muotit, muotit autojen komponentit ja kalusteet.

Poraus

Porauson yksi prosesseista reikien tekemiseksi työkappaleeseen käyttämällä poraa, joka on pyörivä työkalu. Se on yksi materiaalinkäsittelyn käytännössä käytetyistä toiminnoista ja se voidaan yhdistää muihin toimintoihin, kuten sorvaukseen tai jyrsintään.

Yleiset tyypit:

CNC-poraus: Korkeampi tarkkuus porauksessa automaattisten laitteiden avulla.

Syvän reiän poraus: Käytetään syvien ja hoikkien reikien tekemiseen.

Gun Poraus: Suunniteltu erityisesti syvien, suorien, raskaiden reikien tekemiseen raskaisiin osiin.

Tärkeimmät edut:

Suhteellisen nopeampi ja halvempi reikien tekeminen.

Sopii käytettäväksi useimpien varastotyyppien kanssa.

Erinomainen vakaus reiän kohdistuksessa ja myös syvyyden suhteen.

Yleiset käyttötavat:

Voidaan käyttää muun muassa moottorilohkojen, lentokoneiden ja rakenteiden valmistukseen.

Hionta

Hionta on hiomalaikan käyttöä laikan nopeasti liikkuvien hiomarakeiden käyttämiseksi pienten massamäärien asteittaiseen poistamiseen – joko tasaisemman pinnan aikaansaamiseksi tuotteelle tai tarkkojen geometristen mittojen antamiseksi. Sitä käytetään usein viimeistelyssä ja pienten välysten muodostamisessa.

Yleiset tyypit:

Pinnan hionta: Tasaiset pinnat tasoittamalla ne tasaamalla ne tasaiselle tasolle.

Sylinterimäinen hionta: Fremont valmistaa ja jakelee tarkkuushiomakoneita OD (ulkohalkaisija) sylinterimäisille työkappaleille.

Keskitön hionta: Hionta ilman työkappaleen kiinnitystä.

Tärkeimmät edut:

Täydellinen projekteihin, jotka vaativat sileää viimeistelyä ja tiukkaa välystä kovalla ja hauraalla materiaalilla.

Soveltuu käytettäväksi erittäin lujilla materiaaleilla tai vaikeiden materiaalien työstyksessä.

Prosessi on ihanteellinen erittäin sileän ihon luomiseen osaan muuttamatta osan mittoja.

Yleiset käyttötavat:

Laakeri, hammaspyörät, leikkuutyökalut ja nämä hienot osat.

Sähköpurkauskoneistus (EDM)

EDM on epätavallinen koneistusprosessi, jossa käytetään sähköpurkausta materiaalin poistamiseen työkappaleesta. Se soveltuu erittäin hyvin koville metalleille ja monimutkaisille muodoille ja on parempi kuin monissa muissa prosesseissa, jotka eivät pysty tuottamaan vaadittua tehoa.

Yleiset tyypit:

Lanka-EDM: Ohuiden lankamuotojen tyhjennys- tai leikkausnesteitä käytetään monimutkaisiin muotoihin.

Sinker EDM: Muotoiltu elektrodi levitetään syvien tai hienojen yksityiskohtien leikkaamiseen.

Small Hole EDM: Kustannustehokas ratkaisu tarkkaan reikien tekemiseen koviin materiaaleihin.

Tärkeimmät edut:

Sopii vaikeille materiaaleille sekä monimutkaisen muotoisille osille.

Siinä on suuri joustavuus ja kyky luoda huomattavan monimutkaisia ​​ja tiheitä geometrioita.

Mekaanista voimaa ei käytetä, mikä vähentää osien vääristymistä.

Yleiset käyttötavat:

Muotit, ilmailun osat ja työkalut.

Laserleikkaus

Laserleikkaus käyttää lasersädettä pehmentämään tai haihduttamaan materiaalia työstä. Prosessia ohjataan tietokoneen numeerisella ohjauksella paremman leikkaamisen varmistamiseksi, jotta se soveltuu erittäin tarkkoihin osiin.

Yleiset tyypit:

CO2-laserleikkaus: Leikkaa muovia, metallia ja puuta.

Kuitulaserleikkaus: Sopii metallin leikkaamiseen suuremmalla nopeudella ja tehokkaaseen teräksen ja muiden rautametallien leikkaamiseen.

Kuitulaserkaiverrus: Voidaan käyttää myös kaiverrukseen ja metallien leikkaamiseen laserilla.

Tärkeimmät edut:

Suuri tarkkuus, joka sopii yhteen alhaisten romutusmäärien kanssa.

Pystyy leikkaamaan monenlaisia ​​materiaaleja sekä metalleja ja muoveja.

Terävät reunat ja vähentävät kuumuutta kokemattomia alueita.

Yleiset käyttötavat:

Ohut metallin leikkaus, opasteet, prototyyppien valmistus ja tarkkuusmetalliosat.

Vesisuihkuleikkaus

Vesisuihkuleikkaus on pohjimmiltaan leikkaustekniikka, jossa käytetään vettä korkealla paineella ja joskus lisäaineilla. Valu on hyvä materiaalille, joka voi reagoida lämmön kanssa, koska se ei tuota lämpövääristymiä.

Yleiset tyypit:

Hiomavesisuihkuleikkaus: Käytetään paksumpien materiaalien, kuten metallien ja kiven, työstämiseen.

Puhdas vesisuihkuleikkaus: Induktiivisten materiaalien, kuten kumin tai hyvän sadon, kuten perunoiden, leikkaamiseen.

Tärkeimmät edut:

Lämmön vaikutusalue on minimoitu, joten materiaalin vääristymistä vältetään.

Voidaan leikata erityyppisten materiaalien läpi.

Tarkka ja voi työskennellä erittäin paksuilla nahkapaloilla.

Yleiset käyttötavat:

Ilmailu- ja avaruuskomponentit, kiven leikkaaminen ja komposiitit.

Pinnan hionta

Sidontaprosessille ominaista on, että pintahionta on eräänlainen hiontaprosessi, joka keskittyy pinnan tasaamiseen. Se käyttää hiomalaikkaa materiaalin läpi leikkaamiseen ja. muotoile tai viimeistele se tietylle tasolle.

Yleiset tyypit:

Vaakasuora pintahionta: Käytetään suurikokoisten prosessoitavien materiaalien hiomiseen.

Pystypinnan hionta: Kiinnostunut viimeistelemään tuotteen sileät ja tasaiset pinnat.

Upotushionta: Käytetään kapeiden alueiden syvään leikkaamiseen.

Tärkeimmät edut:

Super viimeistelyyn ja kohteisiin, joissa vaaditaan tiivistä istuvuutta.

Pystyy työstämään sekä rauta- että ei-rautapitoisia materiaaleja.

Soveltuu käytettäväksi, kun tasoitus ja pinnan viimeistely ovat toivottavia.

Yleiset käyttötavat:

Tarkkuusosat, työkalujen valmistus ja tasokomponentit.

Lanka EDM

Wire EDM on jalostettu EDM-tyyppi, jossa materiaalin läpi leikkaamiseen käytetään ohutta lankaa. Se on erittäin tarkka ja edullisesti soveltuu monimutkaisten ja hienojen komponenttien tuottamiseen, erityisesti jäykissä materiaaleissa.

Yleiset tyypit:

Fine Wire EDM: Suunniteltu hienojakoiseen kaiverrukseen ja suhteellisen pienten viiltojen tekemiseen.

Heavy Duty Wire EDM: Kestävä käytettäväksi paksuilla materiaaleilla.

Tärkeimmät edut:

Jos pienemmässä mittakaavassa vaaditaan erityisiä mittoja ja työskentelyn yksityiskohtia, suuri tarkkuus on mahdollista.

Erinomainen valinta geometrioille, jotka vaativat tiukkoja toleransseja.

Vältä kaikenlaisia ​​mekaanisia voimia kohdistaa osaan.

Yleiset käyttötavat:

Muotit, tarkat metallityöt ja muut pienet esineet.

Valu

Valu on prosessi, jossa nestemäinen materiaali asetetaan tai kaadetaan muottiin haluttuun muotoon. Jäähdytyksen jälkeen materiaalin muodostuminen haluttuun muotoon on valmis. Sitä käytetään laajalti muoteissa, jotka tuottavat suuria ja monimutkaisia ​​muotoja.

Yleiset tyypit:

Hiekkavalu: Hiekkavalua käytetään metalliosien valmistuksessa.

Painevalu: Muotti täytetään nestemäisellä metallilla, joka on korkean paineen alaisena.

Investointivalu: Kutsutaan myös vahavaluksi, jota käytetään, kun tarvitaan erittäin tarkkoja ja erittäin viimeisteltyjä osia.

Tärkeimmät edut:

Sopii parhaiten monimutkaisille ja suurille tuotteille.

Taloudellinen käytettäessä tuotantolinjalla tarvittavien eri osien massatuotantoon.

On kyky luoda erittäin yksityiskohtaisia ​​ominaisuuksia.

Yleiset käyttötavat:

Auton osat ja koneiden osat asennussovelluksiin

Leimaaminen

Leimaaminen on kylmätyöstöprosessi, joka tehdään käyttämällä meistiä metallilevyn painamiseen, leikkaamiseen tai taivutukseen. Se on nopea ja tehokas ja soveltuu hyvin massatuotantoon.

Yleiset tyypit:

Progressiivinen leimaus: Muovaa osia käyttämällä progressiivisia muotteja.

Syväpiirustus: Soveltuu monimutkaisten alaleikkausten sisältävien kappaleiden valmistukseen.

Lävistys: Eräänlainen leimaus, joka tekee reikiä peltiin.

Tärkeimmät edut:

Korkea tuotantonopeus, joka soveltuu massatuotantoon.

Erityisen hyödyllinen tasapaksuisten tasaisten ja tasaisten osien luomiseen.

Minimaalinen materiaalihävikki.

Yleiset käyttötavat:

Auton koriosat, sähkökotelot ja liesiosat.

3D-tulostus

Esimerkiksi selektiivinen lasersintraus tai suora metallilasersintraus sulattaa selektiivisesti materiaalihiukkasia muodostamaan osan digitaalisesta mallista. Tämä tekniikka on erittäin joustava ja voi tehdä geometrioita, joita on vaikea saavuttaa perinteisillä tekniikoilla.

Yleiset tyypit:

Fused Deposition Modeling (FDM): Rakentaa esineitä kestomuovisista materiaaleista filamenttien muodossa.

Selektiivinen lasersintraus (SLS): Kannettava ja käyttää laseria jauhemaisen materiaalin sulattamiseen.

Stereolitografia (SLA): Se käyttää myös UV-valoa kiinteyttääkseen jokaisen nestemäisen hartsin kerroksen peräkkäin.

Tärkeimmät edut:

Käytetään erityisesti monimutkaisissa ja ainutlaatuisissa malleissa.

Vähemmän materiaalihukkaa ja lyhyt kiertoaika.

Hyvin pieni asennus on hyvä lyhyille lennoille.

Yleiset käyttötavat:

Prototyyppi, erikoiskomponentit, ortopediset ja hammaslääketieteelliset laitteet sekä muotit ja hylsyt.

Koneistusprosessin vertailu: Yksityiskohtainen analyysi

Tässä on lyhyt kuvaus jokaisesta koneistusprosessista:

Johtopäätös

Lopuksi, arvioitujen 12 koneistusprosessin perusteella esitetään mahdollisia ratkaisuja tarvittavien tarkkojen ja laadukkaiden komponenttien luomiseen. Se osoittaa, että sorvaus ja jyrsintä, lisäainevalmistus ja kaikki muut prosessit ovat sopivia ja tehokkaita erilaisiin materiaaleihin, geometrioihin ja tuotantoolosuhteisiin. Näiden prosessien ymmärtäminen antaa valmistajalle mahdollisuuden valita sopiva menetelmä, joka sopii heille tehokkuuden ja vaikuttavuuden kannalta.