A fémgyártási szektor szakembereként gyakran kérdeznek tőlem amegmunkált alkatrészeka precíziós alkatrészek elkészítésével kapcsolatos folyamatok. A megmunkálás különféle mechanikai forgácsolási módszereket alkalmaz az anyag szelektív eltávolítására és a kívánt alkatrészformák, méretek és felületi minőség elérésére.
Megmunkált alkatrészekA következő folyamatok:
1. Esztergálás
Az esztergálás, más néven külső hengeres köszörülés, egy forgácsolószerszám segítségével nyírja le az anyagot a forgó hengeres munkadarab külső átmérőjéről (Kalpakjian és Schmid, 2014). A szerszám lineárisan mozog a forgástengely mentén, hogy külső elemeket, például hengereket, kúpokat, hornyokat és meneteket hozzon létre.
Az esztergálás ideális a forgásszimmetria létrehozásához és a kiváló termelési sebességhez. A modern CNC esztergaközpontok éles szerszámokkal összetett marási műveleteket is lehetővé tesznek, mint például fúrás, fúrás és kontúrozás ugyanazon beállítás során. A nagynyomású hűtőfolyadék-rendszerek megkönnyítik a forgácseltávolítást és a pontosságot.
2. Marás
A marás során egy forgó többfogú marót alkalmaznak az anyag fokozatos eltávolítására, miközben a munkadarab a szerszám tengelyéhez képest mozog (Kalpakjian és Schmid, 2014). A folyamat sík felületeket, szögletes réseket, lyukakat, hornyokat, zsebeket és kontúrozott 3D szabad formájú alakzatokat hozhat létre. A marás sokoldalúbb, mint az esztergálás összetett alkatrészgeometriák előállításához.
A marás főbb típusai a homlokmarás, a sima marás, a végmarás és a kontúrmarás. A műveletek CNC-képességű vízszintes, függőleges vagy portálmarókat használhatnak bonyolult szerszámpályák végrehajtásához szűk tűrésekkel. A nagy sebességű orsók és keményfém marók növelik a fémeltávolítási sebességet.
3. Fúrás
A fúrás hengeres lyukakat hoz létre a fém munkadarabokon egy forgó fúróval, amely elnyírja az anyagot (Kalpakjian és Schmid, 2014). A fúrótengelyt az alkatrészre merőlegesen adagoljuk a munkadarab elforgatásával, miközben a fúró tengelyirányban van rögzítve, vagy egy rögzített munkadarabot egy forgó fúróba adagolunk.
A mélylyukak fúrása extrém, 50:1-nél nagyobb méretarányokat eredményezhet egy menetben speciális berendezések, például fúrók segítségével. A CNC fúróközpontok pontos, nagy sebességű lyukfúrást végeznek. A hűtőfolyadékok vagy vágóbevonatok küzdenek a magas hőmérséklet és a forgácshegesztés ellen.
4. Unalmas
A furat megnöveli a meglévő furatokat az egy- vagy többpontos marók axiális előretolásával egy forgó részgé (Kalpakjian és Schmid, 2014). A fúrás nagyobb átmérőpontosságot és finomabb felületminőséget biztosít, mint a fúrás. Az eljárás lehetővé teszi a hagyományos fúráshoz hozzáférhetetlen furatok nagyítását is.
A fúrófejek különféle típusú vágógépekhez alkalmasak, beleértve a nagy átmérőjű állítható pengéket is. A CNC fúrógépek összetett mozgásokat biztosítanak a precíziós furatmintázatok érdekében. A sorfúró gépek több egymáshoz igazított furatot fúrtak a motor hengerházaihoz. A fúrás ideális lyukak finom méretezéséhez és befejezéséhez.
5. Dörzsárazás
A dörzsárazást fúrás vagy fúrás után hajtják végre a furatok pontosságának, felületi minőségének és méretpontosságának javítása érdekében speciális dörzsárvágó szerszámokkal (Kalpakjian és Schmid, 2014). Az állítható penge dörzsára enyhe átmérőnagyítást tesz lehetővé. A tömör dörzsárak szűkebb tűréseket biztosítanak.
A tokmányos dörzsárak az átmenő lyukak készítésére szolgálnak, míg az alsó dörzsárak a mély vaküregeket növelik meg. A dörzsárazás eltávolítja a parányi egyenetlenségeket, és csökkenti a kezdeti furatkészítés során keletkező csattanónyomokat. A precíziós furatok elengedhetetlen utófeldolgozási művelete.
6. Koppintás
A menetfúrás a belső csavarmeneteket lyukakká vágja egy forgó menetfúró szerszám segítségével, amelynek külső menetprofiljai megfelelnek a szükséges menetspecifikációknak (Oberg et al., 2016). A folyamat az anyagot plasztikusan deformálja, nem pedig eltávolítja. A menetfúrást erős, precíz belső menetek készítésére használják a csavarokhoz és rögzítőkhöz.
Kis menetekhez kézi menetfúrók használhatók, de nagyobb termelékenység érhető el a CNC menetfúró központok és az automatizált folyamatok használatával. A hűtőfolyadékok segítik a hőmérséklet szabályozását és a forgács eltávolítását a lyukakból. Az újonnan vágott menetek védelme érdekében a menetfúrókat a visszahúzás során fordítva kell elforgatni.
7. Broaching
Az előtolás egy speciális eljárás összetett belső vagy külső jellemzők, például nem kör alakú lyukak, bordás fogak vagy páratlan alakzatok létrehozására oly módon, hogy egy préselő szerszámot a munkadarabon túl tolnak vagy húznak (El-Hofy, 2005). A bross beosztásos vágóbetéteket tartalmaz, amelyek szakaszosan nyírják az anyagot, hogy olyan bonyolult formákat hozzon létre, amelyek egyébként nem érhetők el.
A hidraulikus prések lineáris löketmozgást tesznek lehetővé, állítható nyomással a kivágáshoz. A számítógépes broach berendezések bonyolult 3D profilokat tesznek lehetővé. A préselés ideális összetett precíziós formák tömeggyártásához a szűk tűréshatárig. A szerszámköltségek azonban magasak.
8. Fogaskerék gyártás
A fogaskerekek alapvető mechanikus erőátviteli alkatrészek, amelyeket különféle módszerekkel gyártanak (Mishra, 2015). Az evolvens fogaskerekek fogai hobbolással, alakítással, marással vagy köszörüléssel állíthatók elő. A kúp- és csigakerekek speciális eljárásokat igényelnek.
A CBN csiszolókorongokkal végzett precíziós fogaskerékcsiszolás finom felületi minőséget és méretpontosságot biztosít. A fogaskerekes marókkal való alakítás nagy modulfogaskerekeket tesz lehetővé. A műanyag fogaskerekek fröccsöntöttek. A fogaskerekek gyártásához a folyamatparaméterek és a vágógeometria szakképzett beállítására van szükség a kiváló minőségű eredmények érdekében.
9. Köszörülési és csiszolási eljárások
A csiszoláshoz csiszolókorongokat, hevedereket vagy tárcsákat használnak az anyag eltávolítására mikrochipek kialakításával a rendkívül finom pontosság, felületkezelés és kis jellemzők érdekében (Kalpakjian és Schmid, 2014). A kúszótakarmány köszörülés hatékonyan távolítja el a nagy mennyiségű fémet. A szuperkoptató gyémánt kerekek kiválóak az edzett anyagoknál.
A csiszoló eljárások, például a hónolás és a lapolás rögzített vagy laza csiszolóanyagokat használnak a végső méretezési és polírozási műveletekhez. A számítógép által vezérelt köszörűközpontok automatikus korongozással/kiegyenlítéssel mikron alatti pontosságot érnek el. A köszörülés a legtöbbet befejezimegmunkált alkatrészek.
A technológiák különféle gyártási követelményeket elégítenek ki – az alapvető hengeres esztergálástól és fúrástól kezdve a rendkívül precíziós fogaskerék-köszörülésig és -fúrásig. Az egyes eljárások képességeinek és korlátainak megértése kulcsfontosságú a funkcionális precíziós fém alkatrészek költséghatékony előállításához. A szerszámgépek, forgácsolószerszámok, automatizálás és felügyelet folyamatos fejlődésével a megmunkálási termelékenység és az alkatrészminőség folyamatosan javulni fog.
Please contact China Welong at info@welongpost.com to discuss engineering your next megmunkált alkatrészekmegoldás.
Referenciák:
El-Hofy, H. (2005). A megmunkálási folyamatok alapjai: hagyományos és nem hagyományos eljárások. CRC Press, Boca Raton, FL.
Kalpakjian, S. és Schmid, S. (2014). Gyártástechnika és technológia. Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ.
Mishra, R. (2015). Bevezetés a hajtóműgyártásba. DDGears Consulting, Bangalore, India.
Oberg, E. et al. (2016). Gépek kézikönyve. Industrial Press, New York.
