Conventionele en niet-conventionele soorten bewerkingsprocessen

Er zijn verschillende manieren of technieken voor bewerking die zijn onderverdeeld in conventioneel en niet-conventioneel. Productie of fabricage kan eenvoudig worden gedefinieerd als processen met toegevoegde waarde, waarbij grondstoffen met een lage bruikbaarheid en waarde worden omgezet in producten met een hoge bruikbaarheid en waarde met duidelijke afmetingen, vormen en afwerkingen die enig functioneel vermogen verlenen vanwege ontoereikende materiaaleigenschappen en slechte of onregelmatige afmetingen, vorm en afwerking.

In dit artikel maakt u kennis met de conventionele en niet-conventionele soorten bewerkingsprocessen en hun bewerkingen.

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:

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 met moderne slijpmachines (0,0025 millimeter) geslepen tot toleranties van plus of min 0,0001 inch. (1) gewone cilindrische, (2) interne cilindrische, (3) centerless, (4) oppervlak, (5) off-hand, (6) speciale en (7) schuurbandslijpmachines zijn enkele van de meest voorkomende typen van slijpmachines.

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. Planmachines zijn vergelijkbaar met shapers; ze kunnen echter langere werkstukken aan. Sommige planners kunnen stukken tot 50 voet snijden. Het werkstuk wordt op zijn plaats gehouden door een heen en weer bewegende tafel die het onder een snijgereedschap beweegt. Na elke snijslag wordt dit gereedschap, dat tijdens de snijslag stationair blijft, automatisch in het werkstuk ingevoerd.

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. Freesmachines zijn er in verschillende stijlen, die als volgt kunnen worden onderverdeeld:(1) standaard knie-en-kolommachines, inclusief horizontale en verticale versies; (2) bed-type of productiemachines; en (3) speciale freesmachines.

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)

In elk materiaal wordt het EBM-proces gebruikt om fijne gaten en sleuven te snijden. Een bundel elektronen met hoge snelheid wordt gefocusseerd op een werkstuk in een vacuümkamer. Wanneer elektronen met een werkstuk botsen, wordt hun kinetische energie omgezet in warmte, waardoor kleine delen van het materiaal verdampen. Door botsingen met gasmoleculen verstrooien de elektronen niet in het vacuüm. 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)

EDM is het proces van het uiteenvallen van elektrisch geleidende materialen zoals gehard staal of carbide door hoogfrequente elektrische vonkontladingen te richten van een grafiet- of zachtmetalen gereedschap, dat als een elektrode dient. 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 werkstuk dient als anode en is gescheiden van het gereedschap, dat als kathode fungeert, door een opening van 0,001 tot 0,030 inch (0,025 tot 0,75 millimeter). De elektrolyt, die gewoonlijk een waterige zoutoplossing is, wordt onder druk over de opening tussen de elektroden gegoten, waardoor het opgeloste metaal uit het werkstuk wordt weggespoeld. 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)

Een stroom geladen atomen (ionen) van inert gas, zoals argon, wordt versneld door hoge energieën in een vacuüm en gericht op een vast werkstuk in IBM. Door energie en momentum te leveren aan atomen op het oppervlak van het item, verwijdert de straal atomen van het werkstuk. Wanneer een atoom botst met een cluster van atomen op een werkstuk, worden tussen de 0,1 en 10 atomen losgemaakt van het werkstukmateriaal. IBM wordt gebruikt in de halfgeleiderindustrie en bij 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, ondanks dat het energie-intensief is omdat de stof moet worden gesmolten en verdampt om te worden verwijderd. Het laserboren van diamanten om te gebruiken als matrijzen voor het trekken van draad is een populaire toepassing. Het boren en snijden van keramiek en substraten voor geïntegreerde schakelingen gebeurt ook met lasers, en de lucht- en ruimtevaartindustrie gebruikt CNC-gestuurde lasers om profielen te snijden en gaten in motoronderdelen te boren.

Plasmaboogbewerking (PAM)

PAM is een plasma-arc, of wolfraam inert-gas-arc, toortstechniek voor het snijden van metaal. De toorts vuurt een hogesnelheidsstraal van geïoniseerd gas (plasma) op hoge temperatuur af dat door het werkstuk snijdt door materiaal te smelten en te verplaatsen. De plasmazone kan temperaturen bereiken van 20.000 ° tot 50.000 ° F (11.000 ° tot 28.000 ° C). 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)

In USM wordt het materiaal van een werkstuk verwijderd door schurende deeltjes te trillen in een watersuspensie die met een hoge frequentie door een nauwe ruimte tussen een trillend gereedschap en het werkstuk circuleert. Het gereedschap, dat de vorm heeft van de te creëren holte, oscilleert met 19.000 tot 40.000 hertz met een amplitude van ongeveer 0,0005 tot 0,0025 inch (0,013 tot 0,062 millimeter) (cycli per seconde). Het gereedschap verwijdert materiaal door de slijpkorrels tegen het oppervlak van het werkstuk te laten trillen. Ultrasoon bewerken wordt over het algemeen gebruikt om harde, brosse materialen te snijden die al dan niet elektrische geleiders of isolatoren zijn.

Het snijden van halfgeleidermaterialen (zoals germanium), graveren, boren van fijne gaten in glas en het bewerken van keramiek en edelstenen zijn allemaal frequente USM-toepassingen. Ultrasoon spiraalboren is een aangepaste versie van de procedure waarbij een ultrasoon gereedschap tegen een werkstuk wordt gedraaid zonder dat een schurende slurry nodig is. Dit type USM heeft gaatjes tot 80 micrometer geboord.

Chemische bewerking (CHM)

Door een gecontroleerde chemische actie te gebruiken, verwijdert deze niet-elektrische techniek metaal van specifieke of algemene locaties. Om plaatsen te beschermen die niet hoeven te worden verwijderd, kan maskeertape worden gebruikt. De procedure is vergelijkbaar met die voor het maken van metalen print- en graveerplaten. Chemisch stansen, dat wordt gebruikt om blanco's van dunne metalen componenten te snijden, en chemisch frezen, dat wordt gebruikt om metaal te verwijderen van geselecteerde of algemene delen van metalen onderdelen, zijn twee soorten chemische bewerkingstechnieken.

Fotochemische bewerking (PCM)

PCM is een tak van CHM die een combinatie van fotografische en chemische etstechnieken gebruikt om componenten en apparaten te maken in een verscheidenheid aan metalen, met name roestvrij staal.

Waterstraalbewerking

Water wordt onder extreem hoge druk door kleine mondstukken geblazen om materialen zoals polymeren, metselwerk en papier te snijden in het waterstraalbewerkingsproces. Waterstraalbewerking heeft verschillende voordelen ten opzichte van andere methoden:het produceert geen warmte, het werkstuk vervormt niet tijdens het bewerken, het proces kan overal op het werkstuk beginnen, er is geen voorbewerking nodig en de procedure produceert minimale bramen. Om de materiaalverwijdering sneller te laten verlopen, wordt af en toe een schuurmiddel aan het water toegevoegd, vooral bij nabewerkingen. Bij deze aanpak gebruikt de offshore-onderneming zout water als werkvloeistof.

Dat is alles voor dit artikel waar de verschillende soorten conventionele en niet-conventionele bewerkingsprocessen worden besproken. Ik hoop dat je er veel aan hebt, zo ja, deel het dan met andere studenten. Bedankt voor het lezen, tot ziens!