Bewerkingsproces en werktuigmachines begrijpen

Bewerking is een gecontroleerde materiaalverwijderingstechniek die een materiaal (meestal metaal) tot een gespecificeerde uiteindelijke vorm en maat snijdt. Subtractieve fabricage verwijst naar de procedures die dit gemeenschappelijke patroon hebben, in tegenstelling tot additieve fabricage, waarbij materiaal gecontroleerd wordt toegevoegd. De precieze betekenis van het "gecontroleerde" element van de uitdrukking varieert, hoewel het vaak het gebruik van werktuigmachines met zich meebrengt.

Machinale bewerking wordt gebruikt om tal van metalen voorwerpen te maken, maar het kan ook worden gebruikt om andere materialen te maken, zoals hout, plastic, keramiek en composieten. Een machinist is een persoon die gespecialiseerd is in machinale bewerking. Een machinewerkplaats is een ruimte, gebouw of bedrijf waar bewerkingen worden uitgevoerd. Computer numerieke besturing (CNC), die computers gebruikt om de beweging en werking van molens, draaibanken en andere snijapparatuur te regelen, wordt gebruikt voor veel moderne bewerkingen. Dit verbetert de efficiëntie door de CNC-machine onbeheerd te laten werken, waardoor de arbeidskosten voor machinewerkplaatsen worden verlaagd.

In dit artikel maakt u kennis met de definitie, toepassingen, doel en functies, diagram, typen, bewerkingen, werking, voor- en nadelen van het bewerkingsproces. U maakt ook kennis met de term werktuigmachine.

Wat is een bewerkingsproces?

Bewerking is het proces van het vormen en dimensioneren van materialen tot een specifieke vorm en grootte. Doorgaans heeft machinale bewerking betrekking op metaalbewerking, hoewel het ook kan verwijzen naar de vervaardiging van hout, plastic, keramiek, steen en andere materialen. Als u grondstoffen heeft die u voor een specifiek doel in een bepaalde vorm wilt gieten, gebruikt u daarvoor machinale bewerkingsprocedures. Moeren en bouten, voertuigonderdelen, flenzen, boren, platen en een reeks andere apparatuur en dingen die in verschillende industrieën worden gebruikt, zijn voorbeelden van machinale producten.

Machinale bewerking kan ook worden gezien als een cruciale afwerkingstechniek waarbij taken tot de juiste afmetingen en oppervlaktepolijsting worden gemaakt door geleidelijk overtollig materiaal van de voorbereide onbewerkte plaat in de vorm van spanen te verwijderen met behulp van snijgereedschap(pen) die door het werkoppervlak worden geduwd (s). Een werktuigmachine is een elektrisch aangedreven apparaat dat extra materiaal in de vorm van spanen verwijdert om een ​​product op maat te maken, te vormen en tot de gewenste nauwkeurigheid te verwerken. Draaibankmachines, boormachines, vormmachines, schaafmachines, enzovoort. Dit zijn voorbeelden van werktuigmachines. Ten slotte wordt een snijgereedschap gebruikt om het materiaal van het oppervlak van het werkstuk te verwijderen. Om de bewerking uit te voeren, moet het harder zijn dan het werkstuk. Snijgereedschappen zijn onderverdeeld in twee categorieën; enkelpunts en meerpunts.

Doel

De meeste technische componenten, zoals tandwielen, lagers, koppelingen, gereedschappen, schroeven en moeren, vereisen afmetingen en vormjuistheid, evenals een goede oppervlaktepolijsting om goed te kunnen functioneren. Presterende technieken zoals gieten en smeden kunnen bijvoorbeeld niet de vereiste nauwkeurigheid en polijsten bereiken. Dergelijke geprepareerde onderdelen, ook wel blanks genoemd, vereisen semi-nabewerking en afwerking, wat wordt bereikt door machinale bewerking en slijpen. Slijpen is in wezen hetzelfde als machinale bewerking. Door met een hoge mate van nauwkeurigheid en polijstwerk te bewerken, kan een product • aan zijn functionele eisen voldoen • zijn prestaties verhogen • zijn levensduur verlengen.

Diagrammen van werktuigmachines staan ​​hieronder.

Soorten bewerkingsprocessen

Bewerkingsprocessen zijn onderverdeeld in twee; conventionele en niet-conventionele bewerkingsprocessen.

Conventionele bewerking:

Een conventioneel bewerkingsproces is er een waarbij de bewerking op de traditionele manier wordt uitgevoerd, dat wil zeggen zonder het gebruik van geavanceerde methoden. Hierdoor wordt deze bewerkingsmethode ook wel traditioneel verspanen genoemd. Snijgereedschappen met scherpe punten, zoals het conusgereedschap in de draaibankmachine voor het taps toelopen, worden in deze techniek voor verspaning gebruikt. Hieronder volgen de soorten conventionele bewerkingsprocessen en hun bewerkingen:

Draaimachine

De horizontale metaaldraaimachine, ook wel motordraaibank genoemd, is de belangrijkste van alle werktuigmachines. Veel van de mechanische kernprincipes zijn opgenomen in het ontwerp van andere werktuigmachines, waardoor het de vader is van alle andere werktuigmachines. De motordraaibank is een eenvoudige werktuigmachine die kan worden gebruikt voor een reeks bewerkingen, waaronder draaien, vlakken en boren. Het draait en boort met een enkelpunts snijgereedschap. Draaiprocedures omvatten het draaien van rechte of taps toelopende cilindrische vormen, groeven, schouders en schroefdraad, evenals tegenoverliggende vlakke oppervlakken aan de uiteinden van cilindrische stukken, en het snijden van extra metaal uit de buitendiameter van een werkstuk in de vorm van spanen. De meest voorkomende bewerkingen voor het bewerken van gaten, zoals boren, kotteren, ruimen, verzinken, verzinken en draadsnijden met een enkelpunts gereedschap of tap, maken deel uit van interne cilindrische bewerkingen.

Slijpmachines

Slijpmachines gebruiken een draaiend slijpwiel, ook wel slijpwiel of slijpband genoemd, om microscopisch kleine spanen van metalen onderdelen te verwijderen. De meest nauwkeurige van alle basisbewerkingstechnieken is slijpen. Harde of zachte voorwerpen worden geslepen tot toleranties van plus of min 0,0001 inch met behulp van moderne slijpmachines (0,0025 millimeter).

Shapers en schaafmachines

Eenpuntsgereedschappen worden gebruikt om vlakke oppervlakken, groeven, schouders, T-sleuven en hoekige oppervlakken te bewerken tijdens vorm- en planningsbewerkingen. De grootste vormers kunnen componenten tot 36 inch lang verwerken en hebben een snijslag van 36 inch. Het snijgereedschap van de vormer oscilleert, snijdt in de voorwaartse slag en voert het werkstuk automatisch naar het gereedschap bij de teruggaande slag.

Frezen

Bij dit soort bewerkingsprocessen wordt het werkstuk in een freesmachine tegen een roterend snijgereedschap, een frees genaamd, aangevoerd, die metaal snijdt. Voor een breed scala aan freesbewerkingen worden frezen in verschillende vormen en maten aangeboden. Platte oppervlakken, groeven, schouders, hellende oppervlakken, zwaluwstaarten en T-sleuven worden allemaal gesneden met freesmachines. Voor het snijden van concave vormen en convexe groeven, het afronden van hoeken en het snijden van tandwieltanden, worden verschillende vormtandfrezen gebruikt.

Boormachines

Boormachines, ook wel boorpersen genoemd, gebruiken een spiraalboor om gaten in metaal te maken. Ze gebruiken ook een reeks andere snijgereedschappen om basisbewerkingen voor het bewerken van gaten uit te voeren, zoals ruimen, kotteren, verzinken, verzinken en binnendraad tappen met een taphulpstuk.

Drukt

Knippen, stansen, vormen, tekenen, buigen, smeden, munten, schokken, flenzen, knijpen en hameren zijn enkele van de bewerkingen die worden gebruikt om metalen onderdelen te maken. Al deze bewerkingen vereisen persen met een beweegbare ram die tegen een aambeeld of een basis kan worden gedrukt. Zwaartekracht, mechanische verbindingen, hydraulische of pneumatische systemen kunnen allemaal worden gebruikt om de bewegende ram aan te drijven.

Niet-conventionele bewerking:

Traditionele bewerkingsprocessen zijn gebaseerd op het idee dat het gereedschap harder is dan het werkstuk. Sommige materialen zijn echter te hard of te broos om met traditionele processen te worden bewerkt. Het gebruik van extreem harde nikkel- en titaniumlegeringen in vliegtuigmotoren heeft bijvoorbeeld de interesse gewekt in niet-traditionele bewerkingstechnieken, met name 'elektrische methoden'. Hieronder staan ​​de verschillende soorten niet-conventionele bewerkingstechnieken:

Elektronenstraalbewerking (EBM)

EBM kan gaten maken met een diameter tot 0,001 inch (0,025 mm) of sleuven tot slechts 0,001 inch in materialen met een dikte tot 0,250 inch (6,25 millimeter). In de halfgeleidersector wordt EBM ook gebruikt als alternatief voor de productiemethoden voor lichte optica.

Elektrische ontladingsbewerking (EDM)

De elektrode en het werkstuk worden ondergedompeld in een diëlektrische vloeistof en een toevoermechanisme handhaaft een vonkbrug tussen de elektrode en het werkstuk van 0,0005 tot 0,020 inch (0,013 tot 0,5 millimeter). De deeltjes worden weggespoeld als vonkontladingen smelten of kleine deeltjes van het werkstuk verdampen, en de elektrode gaat vooruit. De procedure wordt gebruikt om matrijzen, mallen, gaten, sleuven en holtes van vrijwel elke vorm te bewerken. Het is nauwkeurig maar traag.

Elektrochemische bewerking (ECM)

ECM repliceert galvaniseren in omgekeerde volgorde. Hierbij wordt metaal uit een werkstuk met gelijkstroom gecontroleerd opgelost in een elektrolysecel. Het anodewerkstuk wordt machinaal bewerkt in een complementaire vorm terwijl de ene elektrode dichter bij de andere komt om een ​​consistente afstand te behouden. Het ontbreken van gereedschapsslijtage en de mogelijkheid om een ​​harder werkstuk te bewerken met een zachter kathodegereedschap zijn twee voordelen van ECM. ECM wordt onder meer gebruikt in de vliegtuigmotoren- en auto-industrie voor het ontbramen, boren van kleine gaten en het bewerken van uitzonderlijk harde turbinebladen.

Ionenstraalbewerking (IBM)

IBM wordt gebruikt in de halfgeleiderindustrie en de productie van asferische lenzen omdat het nauwkeurige bewerking van bijna elk materiaal mogelijk maakt. Het structureren van oppervlakken om de hechting te verbeteren, het produceren van atomair schone oppervlakken op apparaten zoals laserspiegels en het wijzigen van de dikte van dunne coatings zijn allemaal voorbeelden van hoe de technologie wordt gebruikt.

Laserbewerking (LM)

LM is een techniek voor het snijden van metalen of vuurvaste materialen waarbij het materiaal wordt gesmolten en verdampt met een intense laserstraal. Boren met een laser wordt gebruikt om microscopisch kleine gaatjes (0,005 tot 0,05 inch [0,13 tot 1,3 millimeter]) te maken in materialen die te taai zijn om met standaardmethoden te verwerken, hoewel het energie-intensief is omdat de stof moet worden gesmolten en verdampt om te worden verwerkt. verwijderd.

Plasmaboogbewerking (PAM)

De meeste metalen, ook metalen die niet met succes kunnen worden gesneden met een oxyacetyleentoorts, kunnen met deze methode worden gesneden. De PAM-techniek is gebruikt om aluminiumlegeringen tot 15 centimeter dik en roestvrij staal tot 10 centimeter dik te snijden met zware toortsen. Het snijden van vlakke plaatprofielen, het snijden van roestvrijstalen groeven en het draaien van massief, gehard staal op draaibanken zijn allemaal toepassingen voor deze procedure.

Andere methoden van niet-conventioneel bewerkingsproces zijn onder meer:

• Ultrasone bewerking (USM)
• Chemische bewerking (CHM)
• Fotochemische bewerking (PCM)
• Waterstraalbewerking

Bekijk de onderstaande video om te zien hoe bewerkingsprocessen werken:

Voor- en nadelen van conventionele en niet-conventionele bewerkingsprocessen

Voordelen van conventionele bewerking

Hier volgen enkele voordelen van het bewerkingsproces.

• Het is bijna onmogelijk om een ​​hoog niveau van oppervlakteafwerking te krijgen.
• Bewerking wordt uitgevoerd op een verscheidenheid aan materialen, waaronder hout, plastic, composieten en keramiek.
• Schroeven, zeer rechte randen, nauwkeurige ronde gaten en andere geometrische aspecten zijn allemaal haalbaar.
• De maatnauwkeurigheid is uitstekend.

Nadelen van conventionele bewerking

Hieronder volgen de beperkingen van het bewerkingsproces.

• De efficiëntie van de operator bepaalt de juistheid van de geproduceerde componenten.
• De productie ontbreekt aan consistentie. Als gevolg hiervan is een volledige inspectie van het onderdeel vereist.
• De eisen van de operator verlagen de output.
• Het arbeidsprobleem zal ernstig zijn vanwege de enorme hoeveelheid arbeidskrachten die wordt ingezet.
• Het vervaardigen van gecompliceerde vormen zoals parabolische krommingscomponenten en kastkrommingscomponenten is moeilijk.
• De frequente ontwerpwijzigingen van de component kunnen niet worden verwerkt in de huidige lay-out.

Voordelen van niet-conventionele bewerkingsprocessen

Dit zijn de voordelen van conventionele bewerkingsmethoden:

• Het heeft een hoge mate van precisie en oppervlakteafwerking.
• Omdat er geen fysiek gereedschap wordt gebruikt, is er geen gereedschapsslijtage.
• Ze maken geen chips, laat staan ​​minuscule chips.
• In bedrijf zijn deze stiller.
• Het is eenvoudig te automatiseren.
• Het is in staat om elke complexe vorm te bewerken.

Nadelen van niet-conventionele bewerkingsprocessen

Hieronder staan ​​de beperkingen van niet-conventionele bewerkingen:

• Initiële of opstartkosten zijn hoog.
• Arbeid met een hoog niveau van bekwaamheid is noodzakelijk.
• Het verspaningspercentage is lager.
• Bewerking vereist meer kracht.
• Het is niet kosteneffectief voor grootschalige fabrikanten.

Conclusie

Bewerkingsprocessen of werktuigmachines worden onderverdeeld in conventionele en niet-conventionele processen. Het niet-conventionele is gewoon de nieuwe manieren van bewerken, terwijl de conventie de oude bewerkingsmethode is die we hebben genoemd:draaien, boren, slijpen, vormgeven, plannen, enz. Dat is alles voor dit artikel waar de definitie, toepassingen, doel, diagram, typen, bewerkingen, voor- en nadelen van het bewerkingsproces worden besproken.

Ik hoop dat je er veel aan hebt, zo ja, deel het dan met andere studenten. Bedankt voor het lezen, tot ziens!