Типы процессов обработки: принципы, методы и применение

Обработка является основополагающей частью современного производства, которая преобразует сырье в готовую продукцию и точные компоненты. Процесс обработки включает удаление материала с помощью контролируемой операции резки. В этой статье мы представляем подробное руководство по различным процессам обработки, которые инженеры и техники-производственники используют ежедневно.

Что такое обработка?

Обработка определяется как контролируемое удаление материала из необработанной заготовки с помощью различных режущих инструментов, абразивов или химических процессов. В результате процесса образуются стружки или отходы, и он требует тщательного планирования для достижения высокого уровня точности и желаемой отделки поверхности. Обработка считается субтрактивным методом производства, в отличие от Аддитивные производстваи широко используется в отраслях, где требуются прецизионные детали, таких как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность и производство медицинских приборов.

Типы процессов обработки

Процессы обработки можно разделить на две категории: традиционные процессы обработки и нетрадиционные процессы обработки.

Традиционные процессы обработки

Обычные процессы обработки — это традиционные методы, используемые в производстве. Эти методы включают инструмент, который находится в прямом контакте с заготовкой и использует физическую силу для удаления материала. Методы в этой группе включают точение, сверление, фрезерование, шлифование, строгание, распиловку и протягивание. Каждый процесс использует определенные машины и методы для достижения своей цели.

Поворот

Токарная обработка — это процесс, при котором вращающаяся заготовка формуется с помощью неподвижного режущий инструмент. При точении станок (обычно токарный) вращает заготовку, в то время как режущий инструмент удаляет материал с внешней поверхности. Инженеры используют точение по следующим причинам:

• Изготовление формы: Токарная обработка позволяет получать цилиндрические формы, конусы, резьбу и канавки.
• Широкое применение: Производители используют токарную обработку в таких отраслях, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность и деревообработка.
• Современные методы: Современная токарная обработка часто осуществляется на станках с ЧПУ, которые позволяют выполнять процесс автономно с запрограммированной точностью.

Ключевое оборудование:

• Токарные станки (например, револьверные, моторные, Токарные станки с ЧПУ)

Примеры приложений:

• Изготовление распределительных валов и вывесок.
• Обработка музыкальных инструментов и спортивного инвентаря.

Бурение

Сверление — это процесс, в котором сверло врезается в заготовку, чтобы создать отверстия. Инженеры выбирают сверление, потому что этот процесс позволяет получить чистые, вертикально ориентированные отверстия в различных материалах.

• Универсальность сверл: Для специальных применений, таких как пилотное сверление или сверление с периодическим высверливанием отверстий, доступны различные сверла, помогающие контролировать удаление стружки.
• Промышленное использование: Сверление широко распространено в производстве медицинских приборов, строительстве и электронике.

Ключевое оборудование:

• Сверлильные станки и сверлильные станки с ЧПУ

Примеры приложений:

• Изготовление отверстий для целей сборки или эстетического дизайна.
• Создание пилотных отверстий и расширение отверстий с помощью разверток и расточных инструментов.

Фрезерование

Фрезерование использует вращающийся многоточечный резец для удаления материала со стационарной заготовки. Процесс существует как в ручном, так и в ЧПУ-формате, что обеспечивает универсальность при резке сложных форм.

• Различные типы мельниц: Инженеры используют концевые фрезы, винтовые фрезы и фасочные фрезы, которые можно располагать в различных ориентациях.
• Производство сложных геометрических форм: Фрезерование позволяет создавать шестерни, пазы, канавки и сложные контуры, соответствующие жестким допускам.

Ключевое оборудование:

• Фрезерные станки (как ручные, так и с ЧПУ, вертикальные и горизонтальные)

Примеры приложений:

• Обработка деталей в автомобильной и аэрокосмической промышленности.
• Изготовление подробных геометрических форм деталей на производственных предприятиях.

Шлифовальные

Шлифовальные это процесс отделки, в котором абразивные круги используются для удаления небольшого количества материала, улучшения качества поверхности и достижения желаемой точности размеров. Производители прибегают к шлифованию, когда им требуются исключительно гладкие поверхности перед окончательной сборкой или дальнейшей обработкой.

• Разнообразие методов шлифования: Процесс включает в себя круглое шлифование и бесцентровое шлифование.
• Сосредоточьтесь на точности: Шлифование имеет важное значение в изготовлении инструментов и точной обработке.

Ключевое оборудование:

• Шлифовальные станки (с цилиндрической или бесцентровой конструкцией)

Примеры приложений:

• Изготовление гладких поверхностей на прецизионных деталях.
• Подготовка поверхностей к притирке, хонингованию или дальнейшей отделке.

Глиссирующий

Строгание используется для создания больших плоских поверхностей на материалах посредством линейных режущих движений. Этот процесс удаляет материал по прямой линии и часто является первым шагом в производстве больших панелей или тяжелых заготовок.

• Эффективность при обработке крупных деталей: Строгание уменьшает объем материала на обширных плоских поверхностях.
• Последующие процессы: Инженеры используют строгание перед процессами отделки, такими как циклевка.

Ключевое оборудование:

• Строгальные станки

Примеры приложений:

• Производство крупногабаритных панелей, используемых в строительстве.
• Подготовка плоских поверхностей к дальнейшей обработке.

Распиловка

Распиловка — это процесс резки, который делит заготовки на более мелкие сегменты. Инженеры используют распиловку для выполнения точных разрезов, которые дают более короткие куски материала без лишних отходов.

• Ассортимент типов пил: Производители имеют доступ к ленточным пилам, ножовкам и дисковым пилам.
• Скорость Универсальность: Процесс может происходить с разной скоростью в зависимости от твердости материала.

Ключевое оборудование:

• Различные пильные станки

Примеры приложений:

• Резка материалов для индивидуального изготовления.
• Подготовка металлических или деревянных деталей к последующей обработке.

Протяжные

Протяжка — это процесс, в котором используется зубчатый инструмент, называемый протяжкой, для удаления материала за один проход. Протяжка имеет зубья увеличивающегося размера, и процесс часто выполняется с использованием гидравлических прессов.

• Два основных метода: Производители используют как протягивающее, так и проталкивающее протягивание в зависимости от геометрии заготовки.
• Производство ключевых функций: Протяжка подходит для создания квадратных отверстий, шпоночных пазов и шлицев.

Ключевое оборудование:

• Протяжные станки (гидравлические прессовые станки)

Примеры приложений:

• Обработка автомобильных деталей, таких как шлицы шестерен.
• Создание шпоночных пазов и пазов в деталях тяжелого оборудования.

Дополнительные традиционные процессы

Обычная механическая обработка также включает в себя вторичные операции, такие как:

• Нажатие: Процесс, при котором метчик нарезает внутреннюю резьбу в предварительно просверленном отверстии.
• Рассверливание: Метод, используемый для повышения точности диаметра отверстий.
• Притирка: Метод отделки, при котором поверхность очищается путем натирания абразивным составом.
• Формовка и накатка: Процессы, обеспечивающие дополнительные текстуры поверхности или изменяющие базовую геометрию.

Инженеры выбирают эти операции, исходя из конкретных требований к допускам и качеству поверхности заготовки.

Нетрадиционные процессы обработки

Нетрадиционные процессы обработки не полагаются на традиционные физические режущие инструменты. Вместо этого эти методы удаляют материал, используя энергию в различных формах, таких как тепло, электричество, химикаты или потоки высокого давления. Эти современные процессы известны своей точностью и способностью работать с твердыми или хрупкими материалами.

Электроэрозионная обработка (EDM)

EDM — это процесс обработки, который использует электрические искры для эрозии материала заготовки. Инженеры выбирают EDM, потому что он позволяет производить сложные формы с высокой точностью и практически без механического износа инструмента.

• Метод электроэрозионной обработки: Электроэрозионная обработка использует быстрые электрические разряды для создания микрополостей, которые удаляют материал.
• Материальные ограничения: Для этого процесса требуется, чтобы заготовка была электропроводящей.

Ключевое оборудование:

• Электроэрозионные станки (варианты электроэрозионной и копировально-прошивной обработки)

Примеры приложений:

• Производство сложных литьевые формы и умирает.
• Обработка высокоточных деталей в аэрокосмической промышленности и приборостроении.

Химическая обработка

Химическая обработка подразумевает погружение заготовки в химический раствор, который растворяет выбранные области. Производители выбирают этот процесс, когда им требуется гладкая поверхность без механической деформации.

• Контролируемое травление: При химической обработке используются сильные кислоты или травители для равномерного удаления материала.
• Безопасность и точность: Операторы управляют реакцией, чтобы добиться желаемой глубины и ширины реза.

Ключевое оборудование:

• Химические емкости, нагревательные спирали, мешалки и приспособления

Примеры приложений:

• Производство тонких экранов и мелких деталей.
• Создание детализированных гравюр на металлических поверхностях.

Электрохимическая обработка (ЭХО)

ECM — это процесс, который сочетает в себе электрическую энергию с химическим воздействием для удаления материала с заготовки. Инженеры предпочитают ECM, когда им нужно обрабатывать чрезвычайно твердые металлы с превосходной отделкой поверхности.

• Принцип обратного гальванопокрытия: Технология ECM удаляет материал путем его растворения с помощью электролитического процесса, а не путем сжигания искрами.
• Массовое производство: Технология ECM подходит для эффективного производства многих деталей после завершения первоначальной настройки.

Ключевое оборудование:

• Машины ECM с токопроводящими жидкостными контурами

Примеры приложений:

• Обработка лопаток турбин и сложных аэрокосмических компонентов.
• Изготовление деталей с микрорельефом и зеркальным блеском.

Абразивно-струйная обработка

Абразивно-струйная обработка использует высокоскоростной поток газа в сочетании с абразивными частицами для эрозии материала с заготовки. Операторы выбирают этот метод, когда заготовка чувствительна к теплу и давлению.

• Нетермический процесс: Абразивно-струйная обработка производит минимальное количество тепла, что идеально подходит для материалов, не выдерживающих высоких температур.
• Универсальность: Этот процесс позволяет охватить поверхности, которые обычно недоступны для обычных машин.

Ключевое оборудование:

• Абразивоструйные машины, газовые компрессоры и фильтры

Примеры приложений:

• Удаление линий разъема из формованных пластмасс.
• Гравировка или удаление заусенцев с чувствительных электронных компонентов.

Ультразвуковая обработка

Ультразвуковая обработка применяет высокочастотные вибрации вместе с суспензией абразивных частиц для мягкого удаления материала с заготовки. Инженеры выбирают ультразвуковую обработку за ее способность обрабатывать хрупкие и чувствительные материалы.

• Низкоамплитудная вибрация: В этом процессе используются небольшие вибрации для достижения высокоточной резки без повреждения заготовки.
• Чистовая отделка: Ультразвуковая обработка позволяет добиться гладкой поверхности даже на твердых или деликатных материалах.

Ключевое оборудование:

• Ультразвуковые генераторы и системы абразивной суспензии

Примеры приложений:

• Обработка оптических компонентов и прецизионных стеклянных деталей.
• Производство компонентов медицинских приборов с жесткими допусками.

Обработка лазерным лучом (LBM)

LBM использует сфокусированный лазерный луч для расплавления и удаления материала с заготовки. Процесс очень гибкий и может использоваться как для резки, так и для сверления.

• Тепловая резка: Лазерный луч быстро нагревает и испаряет материал заготовки.
• Сложные геометрии: LBM идеально подходит для сложных форм и мелких деталей, поскольку луч можно сфокусировать очень точно.

Ключевое оборудование:

• Системы лазерной резки и сверления

Примеры приложений:

• Маркировка, гравировка и обрезка стальных деталей.
• Производство сложных конструкций в области электроники и медицинского оборудования.

Дополнительные нетрадиционные методы

Другие нетрадиционные методы, используемые производителями, включают:

• Обработка струей воды: Этот метод использует струю воды под высоким давлением, часто смешанную с абразивом, для резки материалов без выделения тепла.
• Ионно-лучевая обработка (IBM): IBM изменяет поверхность заготовки на молекулярном уровне с помощью ускоренных ионов. Этот метод используется в электронной и оптической промышленности.
• Плазменно-дуговая обработка (PAM): PAM использует ионизированный газ для резки твердых металлов. Он популярен за свои чистые, точные разрезы на нержавеющей стали и подобных материалах.
• Электронно-лучевая обработка (ЭЛО): EBM фокусирует электроны для удаления материала с очень маленьких, деликатных участков. Обычно используется для микрофинишных операций.
• Микрообработка: Этот специализированный процесс включает микроточение, микрофрезерование и микрошлифование и используется для производства компонентов на микронном уровне с исключительной точностью.

Традиционная и нетрадиционная обработка

Производители часто сталкиваются с выбором между традиционными и нетрадиционными методами обработки. Мы сравниваем два типа по различным существенным факторам.

Атрибут	Традиционная обработка	Нетрадиционная обработка
Контактный механизм	Прямой контакт между инструментом и заготовкой	Отсутствие прямого физического контакта; материал удаляется посредством нагрева, эрозии или химической реакции.
Пригодность материала	Лучше всего подходит для более мягких, пластичных материалов	Лучше всего подходит для твердых, хрупких или экзотических материалов.
Износ инструмента	Износ инструмента значителен из-за трения	Минимальный износ инструмента за счет отсутствия механического контакта
Точность	Часто производит детали с более высокой скоростью съема, но может иметь более низкую точность	Изготавливает высокоточные детали с точным контролем удаления материала
Стоимость установки	В целом ниже из-за использования стандартных машин	Обычно выше из-за специализированного оборудования
Скорость	Более высокие скорости резки за счет прямого удаления материала	Более медленный процесс, поскольку материал удаляется на микроскопическом уровне

Каждый производитель выбирает правильный процесс на основе таких факторов, как свойства материала, сложность конструкции, соображения стоимости и требуемая отделка поверхности. Каждый процесс имеет свои сильные стороны и недостатки, которые должны быть сбалансированы в соответствии с потребностями проекта.

Услуги по обработке деталей с ЧПУ для нестандартных деталей

К настоящему моменту вы, вероятно, уже получили четкое представление о различных процессах обработки и их явных преимуществах. Как ведущий Обработка с ЧПУ Поставщик из Китая, компания BOYI TECHNOLOGY, станет вашим идеальным партнером в области изготовления высокоточных компонентов по индивидуальному заказу.

At БОЙИ ТЕХНОЛОГИИ, мы эксплуатируем сотни современных 3-осевых, 4-осевых, 5-осевых и многофункциональных станков с ЧПУ, что позволяет нам выполнять сложные производственные задачи с высокой скоростью и точностью. Мы гарантируем быстрые сроки выполнения заказов и высочайшее качество. Независимо от того, насколько уникальны или сложны требования вашего проекта, мы предоставляем индивидуальные решения по обработке, которые будут соответствовать вашим точным потребностям.

Связаться с нами сегодня и позвольте BOYI TECHNOLOGY стать вашим надежным производственным партнером.

Факторы, влияющие на выбор процесса обработки

Выбор правильного процесса обработки — непростая задача. Как традиционные, так и нетрадиционные методы имеют свои преимущества и недостатки. Ниже приведен список ключевых факторов, которые инженеры и производители учитывают при выборе подходящего метода:

• Тип материала: Твердость, хрупкость и проводимость материала влияют на то, какой процесс лучше — традиционный или нетрадиционный.
• Требуемая отделка поверхности: Для высокоточной или гладкой отделки могут потребоваться такие процессы, как шлифование, электроэрозионная обработка или электрохимическая обработка.
• Геометрическая сложность: Для обработки сложных или детализированных форм лучше использовать бесконтактные методы, такие как лазерная или ультразвуковая обработка.
• Объем производства: Массовое производство может отдавать предпочтение ECM или высокоскоростным традиционным процессам обработки, в то время как для деталей, изготавливаемых по индивидуальному заказу или в небольших объемах, могут потребоваться более специализированные методы.
• Срок службы и стоимость инструмента: Начальные инвестиции и эксплуатационные расходы для разных методов различаются. Традиционные режущие инструменты, как правило, изнашиваются быстрее, тогда как современное нетрадиционное оборудование может потребовать более высокого капитала.
• Проблемы безопасности и окружающей среды: Некоторые процессы генерируют тепло, искры или требуют использования химикатов. Меры безопасности и экологические нормы влияют на выбор операций обработки.

Каждый производитель принимает решения, сопоставляя эти факторы с требованиями проекта, гарантируя, что конечный продукт будет как точным, так и экономически эффективным.

Обрабатываемые материалы и их пригодность

Различные материалы по-разному реагируют на обработку:

Материалы	Подходящие процессы	Заметки
Алюминий	Фрезерование, точение, лазер	Легко обрабатывать
Нержавеющая сталь	Электроэрозионная обработка, токарная обработка, гидроабразивная обработка	Требует жесткой настройки и охлаждения
пластики	Фрезерование, сверление, распиловка	Низкий износ инструмента, риск расплавления
Титан	Электроэрозионная резка, ультразвуковая резка, гидроабразивная резка	Трудно поддается традиционной обработке
композиты	Водоструйная, ультразвуковая	Избегайте нагревания, чтобы предотвратить расслоение.

Применение в различных отраслях

Механическая обработка затрагивает практически все отрасли промышленности:

• Aerospace: Прецизионные детали, лопатки турбин, крепеж.
• Медицина: Хирургические инструменты, имплантаты, протезы.
• Автомобили: Детали двигателя, шестерни, тормоза.
• Электроника: Корпуса, системы охлаждения, разъемы.
• Защита: Компоненты вооружения, системы управления.

Преимущества и ограничения процессов обработки

Каждый процесс обработки имеет свои уникальные сильные и слабые стороны.

Наши преимущества

• Многие процессы, такие как электроэрозионная обработка и электрохимическая обработка, обеспечивают очень точное удаление материала.
• Процессы на основе ЧПУ обеспечивают последовательные и повторяемые результаты.
• Традиционные процессы, такие как фрезерование и точение, позволяют производить изделия самых разных форм и размеров.
• Нетрадиционные методы позволяют работать с твердыми и экзотическими материалами, которые трудно поддаются обработке традиционными способами.
• Такие процессы финишной обработки, как шлифование, химическая обработка и лазерная обработка, обеспечивают превосходное качество поверхности.

ограничения

• Традиционные методы часто приводят к значительному износу инструмента, что увеличивает затраты на техническое обслуживание.
• Для некоторых процессов требуется, чтобы заготовка соответствовала определенным требованиям по проводимости или пластичности.
• Нетрадиционные методы могут потребовать дорогостоящего оборудования и специализированного персонала.
• Некоторые высокоточные технологии, такие как электроэрозионная или ультразвуковая обработка, работают медленнее традиционных методов.
• Химическая обработка и другие процессы, в которых используются опасные химические вещества, требуют надежного контроля безопасности.

Вывод

Выбор подходящего метода обработки на основе конкретных требований проекта имеет решающее значение для обеспечения максимальной эффективности и качества. Независимо от выбранного вами метода обработки, быстрое и точное производство имеет важное значение. Если у вас есть потребности проекта, BOYI TECHNOLOGY предлагает комплексные услуги по производству с ЧПУ, включая бесплатный анализ DFM, быструю доставку и сметы. Свяжитесь с нами сейчас по адресу [электронная почта защищена].