Metody obrábění

OTÁČENÍ

Během soustružení se obrobek otáčí a tvoří hlavní řezný pohyb.Když se nástroj pohybuje podél rovnoběžné osy otáčení, vytváří se vnitřní a vnější válcová plocha.Nástroj se pohybuje podél šikmé čáry protínající osu a vytváří kuželovou plochu.Na profilovacím soustruhu nebo CNC soustruhu lze nástroj ovládat tak, aby se posouval podél křivky a vytvořil tak specifickou rotační plochu.Pomocí tvářecího soustružnického nástroje lze rotační plochu opracovávat i při bočním posuvu.Soustružením lze také zpracovávat povrchy závitů, koncové roviny a excentrické hřídele.Přesnost soustružení je obecně IT8-IT7 a drsnost povrchu je 6,3-1,6μm.Při dokončení může dosáhnout IT6-IT5 a drsnost může dosáhnout 0,4-0,1μm.Soustružení má vyšší produktivitu, hladší proces řezání a jednodušší nástroje.

FRÉZOVÁNÍ
Hlavním řezným pohybem je rotace nástroje.Při horizontálním frézování je formování roviny tvořeno břitem na vnějším povrchu frézy.Při čelním frézování je rovina tvořena čelní hranou frézy.Zvýšením rychlosti otáčení frézy lze dosáhnout vyšších řezných rychlostí a tím i vyšší produktivity.V důsledku zařezávání a vyřezávání zubů frézy však dochází k rázu a proces řezání je náchylný k vibracím, což omezuje zlepšování kvality povrchu.Tento náraz také prohlubuje opotřebení nástroje, což často vede k vylamování karbidové destičky.V obecné době, kdy je obrobek odříznut, lze dosáhnout určitého množství chlazení, takže podmínky pro odvod tepla jsou lepší.Podle stejného nebo opačného směru rychlosti hlavního pohybu a směru posuvu obrobku při frézování se dělí na frézování dolů a frézování nahoru.
1. Stoupání frézování
Horizontální složka síly frézovací síly je stejná jako směr posuvu obrobku.Obecně je mezi podávacím šroubem stolu obrobku a pevnou maticí mezera.Proto může řezná síla snadno způsobit, že se obrobek a stůl společně posunou dopředu, což způsobí náhlý posuv.zvýšení, což způsobí nůž.Při frézování obrobků s tvrdým povrchem, jako jsou odlitky nebo výkovky, se zuby spádové frézy nejprve dotknou tvrdé kůže obrobku, což zhoršuje opotřebení frézy.
2. Horní frézování
Může se vyhnout jevu pohybu, ke kterému dochází při frézování dolů.Při up-cut frézování se tloušťka řezu postupně zvyšuje od nuly, takže řezná hrana začíná pociťovat periodu mačkání a klouzání po obrobené ploše kalené v řezu, což zrychluje opotřebení nástroje.Zároveň při up frézování frézovací síla nadzvedává obrobek, což může snadno způsobit vibrace, což je nevýhoda up frézování.
Přesnost obrábění frézování může obecně dosahovat IT8-IT7 a drsnost povrchu je 6,3-1,6μm.
Obyčejné frézování může obecně zpracovávat pouze rovné povrchy a formovací frézy mohou také zpracovávat pevné zakřivené povrchy.CNC frézka může pomocí softwaru ovládat několik os, které mají být propojeny podle určitého vztahu prostřednictvím systému CNC pro frézování složitých zakřivených povrchů.V této době se obecně používá fréza s kulovým koncem.CNC frézky mají zvláštní význam pro obrábění tvarově složitých obrobků, jako jsou lopatky strojů s oběžným kolem, jádra a dutiny forem.

PLÁNOVÁNÍ
Při hoblování je vratný přímočarý pohyb nástroje hlavním řezným pohybem.Proto nemůže být rychlost hoblování příliš vysoká a produktivita je nízká.Hoblování je stabilnější než frézování a jeho přesnost obrábění může obecně dosáhnout IT8-IT7, drsnost povrchu je Ra6,3-1,6μm, rovinnost přesného hoblování může dosáhnout 0,02/1000 a drsnost povrchu je 0,8-0,4μm.

BROUŠENÍ

Broušení zpracovává obrobek brusným kotoučem nebo jinými brusnými nástroji a jeho hlavním pohybem je otáčení brusného kotouče.Proces broušení brusného kotouče je ve skutečnosti kombinovaný účinek tří působení abrazivních částic na povrch obrobku: řezání, rytí a klouzání.Při broušení se z ostrosti postupně otupují samotné brusné částice, což zhoršuje řezný účinek a zvyšuje řeznou sílu.Když řezná síla překročí sílu lepidla, kulatá a matná brusná zrna odpadnou, čímž se obnaží nová vrstva brusných zrn, která tvoří „samoostření“ brusného kotouče.Třísky a abrazivní částice však mohou kolo ucpat.Proto je nutné po určité době broušení brusný kotouč orovnat diamantovým soustružnickým nástrojem.
Při broušení, protože existuje mnoho čepelí, je zpracování stabilní a vysoce přesné.Bruska je dokončovací obráběcí stroj, přesnost broušení může dosáhnout IT6-IT4 a drsnost povrchu Ra může dosáhnout 1,25-0,01μm nebo dokonce 0,1-0,008μm.Další vlastností broušení je, že dokáže zpracovat kalené kovové materiály.Proto se často používá jako konečný krok zpracování.Při broušení vzniká velké množství tepla a pro chlazení je potřeba dostatek řezné kapaliny.Podle různých funkcí lze broušení také rozdělit na válcové broušení, broušení vnitřních otvorů, ploché broušení a tak dále.

VRTÁNÍ A NUDA

Na vrtačce je otáčení díry vrtákem nejběžnější metodou obrábění díry.Přesnost obrábění vrtání je nízká, obecně dosahuje pouze IT10 a drsnost povrchu je obecně 12,5-6,3 μm.Po vrtání se vystružování a vystružování často používá pro polodokončování a dokončovací práce.K vystružování se používá vystružovací vrták a k vystružování vystružovací nástroj.Přesnost vystružování je obecně IT9-IT6 a drsnost povrchu je Ra1,6-0,4μm.Při vystružování a vystružování vrták a výstružník obecně sledují osu původního spodního otvoru, což nemůže zlepšit přesnost polohy otvoru.Vyvrtávání koriguje polohu otvoru.Vyvrtávání lze provádět na vyvrtávačce nebo soustruhu.Při vyvrtávání na vyvrtávačce je vyvrtávací nástroj v podstatě stejný jako soustružnický, až na to, že se obrobek nepohybuje a vyvrtávací nástroj se otáčí.Přesnost obrábění vyvrtáváním je obecně IT9-IT7 a drsnost povrchu je Ra6,3-0,8 mm..
Vrtací vyvrtávací soustruh

ZPRACOVÁNÍ POVRCHU ZUBŮ

Metody obrábění povrchu zubů ozubených kol lze rozdělit do dvou kategorií: metoda tváření a metoda generování.Obráběcí stroj používaný ke zpracování povrchu zubu metodou tváření je obecně běžná frézka a nástrojem je tvářecí fréza, která vyžaduje dva jednoduché tvářecí pohyby: rotační pohyb nástroje a lineární pohyb.Mezi běžně používané obráběcí stroje pro obrábění povrchů zubů metodou generování patří odvalovací stroje na ozubení a obrážečky ozubení.

KOMPLEXNÍ POVRCHOVÉ ZPRACOVÁNÍ

 
Obrábění trojrozměrných zakřivených ploch využívá především metody kopírovacího frézování a CNC frézování nebo speciálních metod zpracování (viz kapitola 8).Kopírovací frézování musí mít prototyp jako master.Při zpracování je profilovací hlava kulové hlavy vždy v kontaktu s povrchem prototypu s určitým tlakem.Pohyb profilovací hlavy se transformuje na indukčnost a zesílení zpracování řídí pohyb tří os frézky, tvořící trajektorii frézovací hlavy pohybující se po zakřivené ploše.Frézy většinou používají kulové stopkové frézy se stejným poloměrem jako profilovací hlava.Vznik technologie číslicového řízení poskytuje efektivnější metodu pro obrábění povrchu.Při obrábění na CNC frézce nebo obráběcím centru se zpracovává kulovou frézou podle hodnoty souřadnic bod po bodu.Výhodou využití obráběcího centra pro zpracování složitých povrchů je, že na obráběcím centru je zásobník nástrojů vybavený desítkami nástrojů.Pro hrubování a dokončování zakřivených povrchů lze použít různé nástroje pro různé poloměry zakřivení konkávních povrchů a lze také vybrat vhodné nástroje.Zároveň lze v jedné instalaci obrábět různé pomocné plochy jako otvory, závity, drážky atd.Tím je plně zaručena relativní přesnost polohy každého povrchu.

SPECIÁLNÍ ZPRACOVÁNÍ

Speciální metoda zpracování odkazuje na obecný termín pro řadu metod zpracování, které se liší od tradičních metod řezání a používají chemické, fyzikální (elektřina, zvuk, světlo, teplo, magnetismus) nebo elektrochemické metody ke zpracování materiálů obrobků.Tyto metody obrábění zahrnují: chemické obrábění (CHM), elektrochemické obrábění (ECM), elektrochemické obrábění (ECMM), elektroerozivní obrábění (EDM), elektrické kontaktní obrábění (RHM), ultrazvukové obrábění (USM), obrábění laserovým paprskem (LBM), Obrábění iontovým paprskem (IBM), obrábění elektronovým paprskem (EBM), plazmové obrábění (PAM), elektrohydraulické obrábění (EHM), obrábění abrazivním prouděním (AFM), obrábění abrazivním paprskem (AJM), obrábění kapalinovým paprskem (HDM) a různé kompozitní zpracování.

1. EDM
EDM má využívat vysokou teplotu generovanou okamžitým jiskrovým výbojem mezi nástrojovou elektrodou a elektrodou obrobku k erozi povrchového materiálu obrobku, aby se dosáhlo obrábění.EDM obráběcí stroje se obecně skládají z pulzního napájecího zdroje, automatického podávacího mechanismu, těla obráběcího stroje a filtračního systému cirkulace pracovní tekutiny.Obrobek je upevněn na stole stroje.Pulzní napájecí zdroj poskytuje energii potřebnou pro zpracování a jeho dva póly jsou připojeny k nástrojové elektrodě a k obrobku.Když se nástrojová elektroda a obrobek přiblíží k sobě v pracovní tekutině poháněné podávacím mechanismem, napětí mezi elektrodami prolomí mezeru, aby se vytvořil jiskrový výboj a uvolnilo se velké množství tepla.Poté, co povrch obrobku absorbuje teplo, dosáhne velmi vysoké teploty (nad 10 000 °C) a jeho lokální materiál se tavením nebo dokonce zplyňováním odleptá a vytvoří malou jamku.Filtrační systém cirkulace pracovní tekutiny nutí vyčištěnou pracovní tekutinu procházet mezerou mezi nástrojovou elektrodou a obrobkem pod určitým tlakem, aby se včas odstranily produkty galvanické koroze a filtrovaly produkty galvanické koroze z pracovní tekutiny.V důsledku vícenásobných výbojů vzniká na povrchu obrobku velké množství důlků.Nástrojová elektroda je plynule spouštěna pod pohon podávacího mechanismu a její obrysový tvar je „kopírován“ na obrobek (ačkoli materiál nástrojové elektrody bude také erodován, jeho rychlost je mnohem nižší než u materiálu obrobku).Elektroerozivní obráběcí stroj pro obrábění odpovídajících obrobků speciálními tvarovanými elektrodovými nástroji
① Zpracování tvrdých, křehkých, houževnatých, měkkých vodivých materiálů s vysokým bodem tání;
②Zpracování polovodičových materiálů a nevodivých materiálů;
③ Zpracujte různé typy otvorů, zakřivené otvory a malé otvory;
④ Zpracujte různé trojrozměrné zakřivené dutiny, jako jsou kovací zápustky, zápustky pro tlakové lití a plastové zápustky;
⑤ Používá se pro řezání, řezání, zpevnění povrchu, gravírování, tisk štítků a značek atd.
Drátový EDM obráběcí stroj pro obrábění 2D profilových obrobků s drátovými elektrodami

2. Elektrolytické obrábění
Elektrolytické obrábění je způsob tváření obrobků využívající elektrochemický princip anodického rozpouštění kovů v elektrolytech.Obrobek je připojen ke kladnému pólu stejnosměrného napájení, nástroj je připojen k zápornému pólu a mezi oběma póly je udržována malá mezera (0,1 mm ~ 0,8 mm).Elektrolyt s určitým tlakem (0,5MPa～2,5MPa) proudí mezerou mezi dvěma póly vysokou rychlostí 15m/s～60m/s).Když je nástrojová katoda kontinuálně přiváděna k obrobku, na povrchu obrobku obráceném ke katodě se kovový materiál kontinuálně rozpouští podle tvaru katodového profilu a produkty elektrolýzy jsou odváděny vysokorychlostním elektrolytem, takže tvar profilu nástroje je odpovídajícím způsobem „zkopírován“ ” na obrobek.
①Pracovní napětí je malé a pracovní proud je velký;
② Zpracujte profil nebo dutinu složitého tvaru najednou jednoduchým pohybem posuvu;
③ Může zpracovávat obtížně zpracovatelné materiály;
④ Vysoká produktivita, asi 5 až 10krát vyšší než EDM;
⑤ Při zpracování nevzniká žádná mechanická řezná síla ani řezné teplo, což je vhodné pro zpracování snadno deformovatelných nebo tenkostěnných dílů;
⑥Průměrná tolerance obrábění může dosáhnout přibližně ±0,1 mm;
⑦ Existuje mnoho pomocných zařízení, které pokrývají velkou plochu a vysoké náklady;
⑧Elektrolyt nejenže koroduje obráběcí stroj, ale také snadno znečišťuje životní prostředí.Elektrochemické obrábění se používá hlavně pro zpracování otvorů, dutin, složitých profilů, hlubokých otvorů malého průměru, rýhování, odstraňování otřepů a rytí.

3. Laserové zpracování
Laserové zpracování obrobku je ukončeno laserovým obráběcím strojem.Laserové obráběcí stroje se obvykle skládají z laserů, napájecích zdrojů, optických systémů a mechanických systémů.Lasery (běžně používané pevnolátkové lasery a plynové lasery) přeměňují elektrickou energii na světelnou energii za účelem generování požadovaných laserových paprsků, které jsou zaostřeny optickým systémem a poté ozářeny na obrobek pro zpracování.Obrobek je upevněn na třísouřadnicovém přesném pracovním stole, který je řízen a poháněn numerickým řídicím systémem pro dokončení posuvu potřebného pro zpracování.
① Nejsou potřeba žádné obráběcí nástroje;
② Hustota výkonu laserového paprsku je velmi vysoká a dokáže zpracovat téměř všechny kovové a nekovové materiály, které se obtížně zpracovávají;
③ Laserové zpracování je bezkontaktní zpracování a obrobek není deformován silou;
④ Rychlost laserového vrtání a řezání je velmi vysoká, materiál kolem zpracovávací části je stěží ovlivněn řezným teplem a tepelná deformace obrobku je velmi malá.
⑤ Štěrbina laserového řezání je úzká a kvalita řezné hrany je dobrá.Laserové zpracování bylo široce používáno v matricích pro tažení diamantových drátů, ložisek hodinářských drahokamů, porézních kůží divergentních vzduchem chlazených razníků, zpracování malých otvorů vstřikovacích trysek motorového paliva, lopatek leteckých motorů atd., jakož i řezání různých kovových materiálů a nekovové materiály..

4. Ultrazvukové zpracování
Ultrazvukové obrábění je metoda, při které koncová plocha nástroje vibrující ultrazvukovou frekvencí (16 kHz ~ 25 kHz) naráží na suspendované brusivo v pracovní tekutině a brusné částice narážejí a leští povrch obrobku, aby se realizovalo obrábění obrobku. .Ultrazvukový generátor převádí střídavou elektrickou energii o elektrické energii na ultrazvukové frekvenční elektrické oscilace s určitým výkonem a převádí ultrazvukové frekvenční elektrické oscilace na ultrazvukové mechanické vibrace prostřednictvím převodníku.～0,01 mm se zvětší na 0,01 až 0,15 mm, což způsobí, že nástroj začne vibrovat.Čelo nástroje naráží vibracemi na suspendované částice brusiva v pracovní kapalině, takže nepřetržitě naráží a leští obráběný povrch vysokou rychlostí a drtí materiál v oblasti zpracování na velmi jemné částice a naráží to dolů.Přestože je v každém úderu velmi málo materiálu, stále existuje určitá rychlost zpracování díky vysoké frekvenci úderů.Díky cirkulujícímu proudění pracovní tekutiny jsou zasažené částice materiálu včas odváděny pryč.Jak je nástroj postupně vkládán, jeho tvar se „kopíruje“ na obrobek.
Při zpracování obtížně obrobitelných materiálů se ultrazvukové vibrace často kombinují s jinými zpracovatelskými metodami pro zpracování kompozitů, jako je ultrazvukové soustružení, ultrazvukové broušení, ultrazvukové elektrolytické obrábění a řezání ultrazvukovým drátem.Tyto metody zpracování kompozitů kombinují dvě nebo i více metod zpracování, které se mohou vzájemně doplňovat a výrazně zlepšit efektivitu zpracování, přesnost zpracování a kvalitu povrchu obrobku.

VOLBA ZPŮSOBU ZPRACOVÁNÍ

Výběr způsobu zpracování zohledňuje především tvar povrchu součásti, požadavky na rozměrovou přesnost a polohovou přesnost, požadavky na drsnost povrchu, jakož i na stávající obráběcí stroje, nástroje a další zdroje, výrobní šarži, produktivitu a ekonomickou a technickou analýzu. a další faktory.
Obráběcí trasy pro typické povrchy
1. Trasa obrábění vnějšího povrchu

• 1. Hrubé soustružení→polodokončování→dokončování:

Lze zpracovat nejpoužívanější, vyhovující IT≥IT7, ▽≥0,8 vnějšího kruhu

• 2. Hrubé soustružení → polodokončovací soustružení → hrubé broušení → jemné broušení:

Používá se pro železné kovy s požadavky na kalení IT≥IT6, ▽≥0,16.

• 3. Hrubé soustružení→polodokončovací soustružení→dokončovací soustružení→diamantové soustružení:

Pro neželezné kovy, vnější povrchy, které nejsou vhodné k broušení.

• 4. Hrubé soustružení → polodokončování → hrubé broušení → jemné broušení → broušení, superfinišování, pásové broušení, zrcadlové broušení nebo leštění pro další konečnou úpravu na základě 2.

Účelem je snížit drsnost a zlepšit rozměrovou přesnost, tvarovou a polohovou přesnost.

2. Trasa zpracování otvoru

• 1. Vrták → hrubý tah → jemný tah:

Používá se pro zpracování vnitřního otvoru, jednoduchého klíčového otvoru a drážkového otvoru pro hromadnou výrobu dílů diskových objímek, se stabilní kvalitou zpracování a vysokou efektivitou výroby.

• 2. Vrtání → Rozbalit → Vystružovat → Ruční vystružování:

Používá se pro zpracování malých a středních otvorů, korekci přesnosti polohy před vystružováním a vystružování pro zajištění velikosti, tvarové přesnosti a drsnosti povrchu.

• 3. Vrtání nebo hrubé vyvrtávání → polodokončovací vyvrtávání → jemné vyvrtávání → plovoucí vyvrtávání nebo diamantové vyvrtávání

aplikace:
1) Zpracování krabicových pórů v kusové malosériové výrobě.
2) Zpracování otvorů s vysokými požadavky na přesnost polohy.
3) Otvor s relativně velkým průměrem je větší než ф80 mm a na polotovaru jsou již odlité otvory nebo vykované otvory.
4) Neželezné kovy mají diamantové vrtání, aby byla zajištěna jejich velikost, tvar a přesnost polohy a požadavky na drsnost povrchu

• 4. /Vrtání (hrubé vyvrtávání) hrubé broušení → polodokončování → jemné broušení → broušení nebo broušení

Použití: obrábění kalených dílů nebo obrábění otvorů s vysokými požadavky na přesnost.
ilustrovat:
1) Konečná přesnost obrábění otvoru do značné míry závisí na úrovni operátora.
2) Pro zpracování extra malých otvorů se používají speciální způsoby zpracování.

3.cesta zpracování letadla

• 1. Hrubovací frézování→polodokončování→dokončování→vysokorychlostní frézování

Běžně používané v rovinném obrábění, v závislosti na technických požadavcích na přesnost a drsnost povrchu opracovávaného povrchu, lze proces uspořádat flexibilně.

• 2. /hrubé hoblování → polojemné hoblování → jemné hoblování → široký nůž jemné hoblování, škrábání nebo broušení

Je široce používán a má nízkou produktivitu.Často se používá při zpracování úzkých a dlouhých ploch.Konečné uspořádání procesu závisí také na technických požadavcích obráběné plochy.

• 3. Frézování (hoblování) → polodokončování (hoblování) → hrubé broušení → jemné broušení → broušení, přesné broušení, pásové broušení, leštění

Obrobený povrch se kalí a konečný proces závisí na technických požadavcích obráběného povrchu.

• 4. tah → jemný tah

Velkosériová výroba má drážkované nebo stupňovité povrchy.

• 5. Soustružení→Polodokončovací soustružení→dokončovací soustružení→diamantové soustružení

Ploché obrábění dílů z neželezných kovů.