Dịch vụ cắt kim loại toàn diện: quay, khoan, nhạt nhẽo, bào, chuốt, và phay. Gia công chính xác cho các bộ phận kim loại công nghiệp tùy chỉnh.
Chúng tôi đã chuyển từ máy phay và máy tiện thủ công sang trung tâm CNC năm trục và sản xuất bồi đắp.
Nhưng trải qua tất cả, sáu quy trình vẫn là xương sống của việc cắt kim loại: quay, khoan, nhạt nhẽo, bào, chuốt, và phay.
Mọi phương pháp khác—EDM, tia laze, tia nước—là một chuyên gia. Sáu người này là những người tổng quát. Làm chủ chúng, và bạn có thể làm hầu hết mọi thứ.
Trong bài viết này, Tôi sẽ hướng dẫn bạn nguyên tắc cốt lõi của từng quy trình, độ chính xác mà bạn thực sự có thể mong đợi, và các ứng dụng mà mỗi ứng dụng đều tỏa sáng.
Tôi cũng sẽ chia sẻ một số bài học khó có được từ xưởng sản xuất—những điều bạn chỉ học được sau khi loại bỏ một vài bộ phận..
1. Quay: Quy trình chính cho các thành phần quay
Quay là một trong những quy trình gia công được sử dụng rộng rãi nhất để sản xuất các bộ phận quay.
Trong quá trình quay thông thường, phôi quay trong khi dụng cụ cắt cố định di chuyển dọc theo hướng trục hoặc hướng tâm để loại bỏ vật liệu.
Sự sắp xếp này làm cho việc quay đặc biệt hiệu quả đối với trục, ống lót, tay áo, ghim, và các bộ phận khác có đặc điểm hình trụ hoặc hình nón.
Nguyên tắc làm việc và hoạt động chung
Dụng cụ cắt loại bỏ vật liệu khỏi phôi quay để tạo ra bề mặt cần thiết.
Bằng cách thay đổi hình dạng dao và hướng tiến dao, một máy tiện có thể thực hiện một số hoạt động:
- Biến bên ngoài: Tạo bề mặt bên ngoài hình trụ hoặc bậc.
- Quay nội bộ: Mở rộng hoặc hoàn thiện lỗ khoan hiện có.
- Phải đối mặt: Tạo ra một mặt phẳng vuông góc với trục quay.
- tiện côn: Tạo bề mặt hình nón.
- Rãnh và chia tay: Tạo rãnh hoặc tách một bộ phận khỏi phôi.
- Luồng: Tạo các luồng bên trong hoặc bên ngoài bằng công cụ phù hợp và nguồn cấp dữ liệu được đồng bộ hóa.
- Chuyển mẫu: Tạo các cấu hình cụ thể bằng cách sử dụng một công cụ có hình dạng phù hợp.
Việc tiện có thể được thực hiện trên máy tiện thông thường, Trung tâm tiện CNC, và máy nghiền tiện.
Thiết bị CNC đặc biệt có giá trị khi các bộ phận có nhiều đường kính, rãnh, chủ đề, và các tính năng chính xác phải duy trì mối quan hệ nhất quán.
Kiểm soát công việc và độ chính xác
Workholding có ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác khi tiện. Mâm cặp tự định tâm ba hàm giúp tải nhanh và phù hợp với nhiều bộ phận tròn.
Mâm cặp bốn ngà độc lập cho phép điều chỉnh từng ngàm và rất hữu ích cho các phôi không đều hoặc các ứng dụng yêu cầu căn chỉnh chính xác.
Tiện giữa tâm thường được ưu tiên cho các trục dài khi việc duy trì sự thẳng hàng giữa nhiều phần là rất quan trọng.
Dành cho ống bọc có thành mỏng hoặc lỗ khoan chính xác, lực kẹp quá mức có thể làm biến dạng phôi.
Trong những trường hợp này, một trục gá mở rộng được thiết kế phù hợp, hàm mềm, hoặc một cách sắp xếp kẹp phân tán khác có thể mang lại sự ổn định kích thước tốt hơn.
Độ chính xác và ứng dụng điển hình
Tiện thông thường thường đạt được cấp dung sai kích thước IT7–IT8 trong các điều kiện phù hợp.
Tiện CNC chính xác có thể đạt được dung sai chặt chẽ hơn, tùy theo máy, vật liệu, làm việc, dụng cụ cắt, và phương pháp kiểm tra.
Các ứng dụng điển hình bao gồm:
- Trục, trục, ghim, và ốc vít ren
- Ống lót, tay áo, và ghế chịu lực
- Xi lanh thủy lực và các bộ phận van
- Bộ phận thiết bị quay và phụ kiện chính xác
Xoay thường là lựa chọn đầu tiên khi các tính năng vượt trội là quay.
Đối với các bộ phận có bề mặt phẳng rộng, lỗ chéo, hoặc hình học ba chiều phức tạp, phay hoặc gia công phay quay kết hợp có thể hiệu quả hơn.
Mẹo ở tầng cửa hàng:
Đừng đánh giá thấp tầm quan trọng của hình học công cụ. Góc cào dương làm giảm lực cắt và cải thiện độ bóng bề mặt trên nhôm.
Cho thép, một cú cào âm nhẹ có thể kéo dài tuổi thọ dụng cụ. Và luôn kiểm tra chiều cao tâm của bạn—sai lệch vài phần nghìn sẽ gây ra độ côn và độ hoàn thiện kém.
2. Khoan và nhàm chán: Hai quy trình gia công lỗ thiết yếu
Gia công lỗ là nền tảng cho sản xuất cơ khí. Khoan và khoan thường được sử dụng cùng nhau, nhưng chúng phục vụ những mục đích khác nhau.
Khoan chủ yếu tạo ra một lỗ, trong khi khoan mở rộng và sửa chữa một lỗ hiện có để cải thiện kích thước của nó, hình học, và mối quan hệ vị trí.
Khoan: Tạo lỗ trên vật liệu rắn
Khoan sử dụng mũi khoan quay, thường là một mũi khoan xoắn, để tạo ra một lỗ trên vật liệu rắn. Mũi khoan quay trong khi tiến theo trục vào phôi.
Đây là một quy trình hiệu quả để sản xuất lỗ bu lông, đường dẫn dầu, lỗ gắn, và các lỗ sơ bộ cho quá trình gia công tiếp theo.
Tuy nhiên, việc khoan không tự động tạo ra một lỗ có độ chính xác cao.
Mũi khoan có thể bị lệch do lưỡi cắt không đều, định tâm kém, bề mặt vào nghiêng, không đủ độ cứng, hoặc lực cắt không đồng nhất. Việc sơ tán chip cũng ngày càng trở nên khó khăn khi độ sâu lỗ tăng lên.
Trong thực tế sản xuất, một số biện pháp giúp cải thiện hiệu suất khoan:
- Hướng mặt hoặc phát hiện bề mặt lối vào khi thích hợp.
- Sử dụng mũi khoan trung tâm hoặc mũi khoan điểm thích hợp để thiết lập vị trí vào.
- Đảm bảo rằng cả hai cạnh cắt đều được nối đất và cân bằng chính xác.
- Chọn hình học khoan chính xác, Tốc độ cắt, và thức ăn cho vật liệu.
- Cung cấp khả năng sơ tán chip hiệu quả, đặc biệt đối với các lỗ sâu.
- Sử dụng dụng cụ khoan hoặc máy thăm dò khi độ chính xác về vị trí yêu cầu kiểm soát bổ sung.
Lớp chính xác:
Các lỗ khoan thường đạt được IT10 đến IT12 với Ra 12,5–6,3 µm. Lỗ có thể quá lớn, ngoài vòng tròn, và không hoàn toàn thẳng. Đối với công việc chính xác, khoan chỉ là bước đầu tiên.
Trình tự khoan-ream cổ điển:
Đối với các lỗ yêu cầu IT7–IT8 và Ra 1,6–0,8 µm, theo dõi quá trình khoan bằng mũi doa. Để có độ chính xác cao hơn nữa (IT6 và Ra 0.4 Sọ), sử dụng khoan → nhàm chán → doa, hoặc khoan → mài bên trong.
Mẹo ở tầng cửa hàng:
Khoan đi lang thang là kẻ thù. Luôn khoan điểm trước bằng mũi khoan ngắn, mũi khoan trung tâm cứng. Đối với hố sâu, sử dụng chu trình khoan mổ để loại bỏ chip.
Và giữ cho mũi khoan của bạn luôn sắc bén—một mũi khoan cùn sẽ làm cứng bề mặt và gây khó khăn cho việc gia công tiếp theo.
Nhạt nhẽo: Cải thiện kích thước lỗ, Hình học, và vị trí
Khoan loại bỏ vật liệu khỏi bề mặt bên trong của lỗ hiện có bằng cách sử dụng công cụ khoan một điểm hoặc hệ thống đa cạnh phù hợp. Không giống như khoan, nó thường không tạo ra lỗ trực tiếp từ vật liệu rắn.
Sự nhàm chán đặc biệt hữu ích khi lỗ phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về kích thước hoặc duy trì mối quan hệ được kiểm soát với các tính năng khác.
Nó được sử dụng rộng rãi cho vỏ động cơ, cơ thể bơm, trường hợp truyền, thân van, và các thành phần khác có lỗ khoan chính xác.
Những ưu điểm chính của việc nhàm chán bao gồm:
- Hiệu chỉnh kích thước: Điều chỉnh lỗ hiện tại theo đường kính yêu cầu.
- Cải thiện hình học: Giúp kiểm soát độ tròn, hình trụ, và sự thẳng thắn.
- Độ chính xác vị trí: Thiết lập lỗ liên quan đến máy được điều khiển hoặc dữ liệu cố định.
- Khả năng đường kính lớn: Tạo ra các lỗ khoan không thể khoan trực tiếp được.
Lớp chính xác:
Sự nhàm chán có thể đạt được IT7 đến IT6 Và Ra 1,6–0,4 µm. Với một đầu nhàm chán nổi, bạn có thể giữ kích thước và độ tròn trong phạm vi vài micron. Nó cũng tuyệt vời để sửa các lỗi vị trí do khoan.
Mẹo ở tầng cửa hàng:
Thanh nhàm chán dễ bị lệch, đặc biệt là khi nhô ra. Sử dụng thanh lớn nhất phù hợp, giữ phần nhô ra ở mức tối thiểu, và sử dụng vật liệu chèn cacbua hoặc gốm kim loại có bán kính mũi nhỏ để hoàn thiện.
Đối với lỗ khoan sâu, sử dụng thanh khoan có giảm chấn (chống rung) công nghệ—nó là yếu tố thay đổi cuộc chơi.
3. Lập kế hoạch: Một giải pháp kinh tế cho bề mặt phẳng lớn
Lập kế hoạch là một quá trình gia công thông thường sử dụng chuyển động tịnh tiến tuyến tính tương đối giữa dụng cụ cắt và phôi..
Tùy theo cấu hình máy, dụng cụ hoặc phôi thực hiện hành trình cắt chính.
Vật liệu bị loại bỏ trong quá trình cắt, trong khi hành trình quay trở lại thường không cắt.
Mặc dù việc bào ít phổ biến hơn trong sản xuất số lượng lớn hiện đại., nó vẫn hữu ích cho các phôi lớn, hoạt động bảo trì, và các ứng dụng mà thiết bị chuyên dụng có năng suất cao không phù hợp.
Nguyên lý làm việc và thiết bị
Máy bào phổ biến bao gồm:
- máy ép: Dụng cụ cắt chuyển động qua lại trên phôi tương đối nhỏ.
- Máy bào: Phôi thường di chuyển bên dưới dụng cụ cắt, làm cho máy phù hợp với các bộ phận lớn và nặng.
- Máy đánh bạc: Dụng cụ chuyển động tịnh tiến theo chiều dọc tạo ra các rãnh then bên trong, khe cắm, và một số hồ sơ nội bộ nhất định.
bào có thể tạo ra bề mặt phẳng, bước, rãnh, và các bề mặt góc được chọn.
Nó đặc biệt hữu ích khi một bộ phận quá lớn hoặc khó gia công một cách tiết kiệm khi sử dụng thiết bị phay thông thường.
Hạn chế về độ chính xác và quy trình
Máy bào có dụng cụ tương đối đơn giản và có thể chứa nhiều loại phôi.
Tuy nhiên, chuyển động tịnh tiến gây ra sự tăng tốc và giảm tốc, trong khi hành trình quay lại không loại bỏ vật liệu nào. Những yếu tố này hạn chế tốc độ cắt và năng suất tổng thể.
Các hoạt động bào điển hình có thể đạt được cấp độ chiều IT9–IT11, với kết quả tốt hơn có thể trong điều kiện thuận lợi.
Độ nhám bề mặt thường rơi vào khoảng Ra 1,6–6,3 μm, tùy thuộc vào hình dạng công cụ, cho ăn, vật liệu, và tình trạng máy.
Quy hoạch phù hợp với:
- Giường máy lớn và bề mặt dẫn hướng
- Thành phần kết cấu nặng
- Mặt phẳng và rãnh thẳng
- Công việc sửa chữa và bảo trì
- Sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ
Mẹo ở tầng cửa hàng:
Lập kế hoạch chậm và có hành trình quay về không tải, vì vậy nó hiếm khi kinh tế cho sản xuất. Nhưng đối với một bệ máy dùng một lần thì quá lớn đối với một máy nghiền, đó thường là lựa chọn duy nhất.
Đảm bảo dụng cụ sắc bén và hộp kẹp đang hoạt động—nếu dụng cụ kéo theo hành trình quay lại, bạn sẽ làm hỏng bề mặt.
4. Giới hạn: Gia công năng suất cao cho các biên dạng lặp đi lặp lại
Chuốt là một quá trình gia công sử dụng một công cụ nhiều răng chuyên dụng gọi là chuốt.
Răng tăng dần chiều cao, cho phép các răng liên tiếp loại bỏ một lượng nhỏ vật liệu cho đến khi tạo được hình dạng yêu cầu.
Không giống như phay hoặc bào thông thường, có thể yêu cầu nhiều lượt để tạo một tính năng, chuốt thường có thể hoàn thành toàn bộ mặt cắt chỉ bằng một lần chuốt hoặc chuốt liên tục.
Nguyên tắc làm việc
Mỗi răng chuốt loại bỏ một phần dung sai gia công được kiểm soát.
Những chiếc răng đầu tiên thực hiện cắt thô, răng giữa loại bỏ vật liệu bổ sung, và các răng cuối cùng xác lập kích thước và bề mặt hoàn thiện.
Việc chuốt có thể được chia thành hai loại chính:
- chuốt nội bộ: Tạo các phím tắt bên trong, Splines, lỗ đa giác, và các hồ sơ khác. Phôi thường yêu cầu một lỗ sơ bộ để thanh chuốt có thể đi qua.
- Chuốt bên ngoài: Tạo hồ sơ bên ngoài, căn hộ, rãnh, và các đường viền phức tạp ở bên ngoài của một thành phần.
Quá trình này đặc biệt hiệu quả khi hình dạng yêu cầu được lặp lại trên các lô sản xuất lớn.
Cân nhắc về độ chính xác và dụng cụ
Chuốt thường đạt được cấp độ dung sai IT7–IT9, với IT7–IT8 có thể đạt được cho các ứng dụng phù hợp và công cụ được kiểm soát tốt.
Có thể có độ nhám bề mặt khoảng Ra 0,4–1,6 μm, Tùy thuộc vào tài liệu, thiết kế công cụ, và điều kiện xử lý.
Ưu điểm chính của nó là độ lặp lại. Một lần giới thiệu, vật cố định, và các thông số máy được thiết lập đúng, quy trình có thể cung cấp các kích thước nhất quán với thời gian chu kỳ tương đối ngắn.
Tuy nhiên, broaches đắt tiền, và mỗi công cụ được thiết kế cho một yêu cầu về kích thước và biên dạng cụ thể.
Thiết kế công cụ, chế tạo, BẢO TRÌ, và chi phí thay thế do đó phải được xem xét trong quá trình lập kế hoạch quy trình.
Việc chuốt thường được sử dụng để:
- Các đường trục bên trong và bên ngoài
- Rãnh then chốt và lỗ đa giác
- Linh kiện truyền động và ô tô
- Sản xuất lặp đi lặp lại các hồ sơ chính xác
- Các thành phần yêu cầu hình học nhất quán trên các lô lớn
Mẹo ở tầng cửa hàng:
Việc chuốt tốn kém vì công cụ được thiết kế riêng cho từng hồ sơ. Nó chỉ có ý nghĩa đối với sản xuất số lượng lớn (hàng ngàn bộ phận).
Nếu bạn cần một rãnh then trong trục một lần, sử dụng máy khía hoặc máy chuốt trên máy tiện—nó chậm hơn nhưng rẻ hơn nhiều.
5. Xay xát: Quy trình cắt kim loại linh hoạt nhất
Xay xát là một trong những quy trình được sử dụng rộng rãi nhất trong sản xuất hiện đại. Máy cắt đa cạnh quay sẽ loại bỏ vật liệu trong khi phôi hoặc bàn máy cung cấp chuyển động cấp liệu cần thiết.
Trên các trung tâm gia công CNC, chuyển động phối hợp trên nhiều trục cho phép tạo ra các bề mặt và hình học phức tạp.
Phay phù hợp với nhiều loại vật liệu, bao gồm cả hợp kim nhôm, thép không gỉ, Thép hợp kim, titan, thau, và nhựa kỹ thuật.
Tuy nhiên, hình học công cụ, cắt thông số, làm việc, và chiến lược làm mát phải được điều chỉnh phù hợp với vật liệu.
Hoạt động phay thông thường
Phay có thể tạo ra nhiều tính năng khác nhau:
- Phay mặt: Tạo ra các bề mặt phẳng vuông góc với trục dao cắt.
- Phay ngoại vi: Sử dụng chu vi dao cắt cho các bề mặt và rãnh của máy.
- Phay cuối: Sản xuất túi, vai, Hồ sơ, và đặc điểm hẹp.
- phay rãnh: Tạo các phím tắt, Khe chữ T, và các rãnh khác sử dụng dao cắt phù hợp.
- Phay hồ sơ: Đi theo một đường viền xác định để tạo ra hình học hai chiều hoặc ba chiều.
- Phay khoang: Loại bỏ vật liệu khỏi túi và các tính năng phức tạp bên trong.
- Phay ren: Tạo các luồng bên trong hoặc bên ngoài bằng cách sử dụng đường chạy dao phay phù hợp.
Các trung tâm gia công CNC hiện đại có thể kết hợp các hoạt động này trong một thiết lập duy nhất, giảm việc xử lý và giúp duy trì mối quan hệ vị trí giữa các tính năng.
Phay thông thường, Phay leo, và sự tham gia của công cụ
Trong quá trình xay xát thông thường, còn được gọi là phay lên, độ dày phoi tăng từ xấp xỉ 0 lên mức tối đa khi lưỡi cắt tiếp xúc với phôi.
Trong phay leo lên, hoặc phay xuống, Độ dày phoi thường bắt đầu ở mức tối đa và giảm dần về 0.
Phay leo thường tạo ra bề mặt hoàn thiện tốt hơn và có thể giảm ma sát trong điều kiện thích hợp.
Nó thường được ưa chuộng trên các máy CNC hiện đại có khả năng kiểm soát phản ứng ngược hiệu quả và độ cứng phù hợp..
Tuy nhiên, phay leo núi không tự động là lựa chọn tốt nhất cho mọi thiết lập. Tình trạng máy, độ cứng phôi, quy mô hoặc tình trạng bề mặt, sự tham gia của máy cắt, và độ ổn định của vật cố định đều phải được xem xét.
Độ chính xác và ứng dụng điển hình
Phay thông thường thường đạt được cấp độ IT8–IT10, trong khi các hoạt động phay và hoàn thiện CNC được kiểm soát có thể đạt IT7 hoặc dung sai chặt chẽ hơn trên các tính năng phù hợp.
Độ nhám bề mặt xung quanh Ra 1,6–3,2 μm là phổ biến trong nhiều ứng dụng hoàn thiện, mặc dù có thể hoàn thiện tốt hơn.
Phay được sử dụng rộng rãi cho:
- Bề mặt phẳng, bước, và các mặt lắp đặt
- Túi, khe cắm, và các lỗ sâu phức tạp
- Linh kiện khuôn và khuôn
- Vỏ và giá đỡ chính xác
- Động cơ, bơm, và các bộ phận van
- Các bộ phận nhiều mặt yêu cầu gia công CNC
Sức mạnh lớn nhất của nó là tính linh hoạt. Khi một thành phần bao gồm nhiều tính năng khác nhau, Phay CNC thường có thể kết hợp chúng thành một trình tự được kiểm soát, giảm thay đổi thiết lập và nâng cao hiệu quả sản xuất tổng thể.
Mẹo ở tầng cửa hàng:
Độ cứng là tất cả. Giữ công cụ càng ngắn càng tốt, sử dụng dao cắt có đường kính lớn nhất phù hợp với tính năng, và đừng tiết kiệm thời gian làm việc.
Tôi đã thấy nhiều vấn đề về tiếng ồn được giải quyết bằng cách cải tiến thiết bị cố định hơn là thay đổi dao cắt.
suy nghĩ cuối cùng: Công cụ phù hợp cho công việc phù hợp
Không có quy trình cắt kim loại “tốt nhất”. Chỉ có cái thích hợp nhất. Một trục nên được quay, không xay. Một lỗ khoan chính xác nên chán, không khoan.
Con đường then chốt phức tạp ngàn phần nên được chuốt lại, không xay. Nên bào một giường máy dùng một lần nếu bạn không có máy nghiền đủ lớn.
Người thợ máy kỳ cựu biết rằng sự lựa chọn là về việc cân bằng hình học, Độ chính xác, âm lượng, và chi phí.
Bạn không thể chế tạo chi tiết hình trụ trên máy nghiền hiệu quả như trên máy tiện. Bạn không thể giữ một micron trên máy khoan. Bạn không thể đề cập đến một phần một lần một cách kinh tế.
Vì vậy lần tới khi bạn nhìn vào một bức vẽ, tự hỏi bản thân: Bề mặt chính là gì? Tôi cần độ chính xác nào? Có bao nhiêu phần? Tôi có máy gì? Câu trả lời sẽ chỉ cho bạn quy trình phù hợp.
Và hãy nhớ—quy trình tốt nhất là quy trình hoàn thành tốt công việc, đúng giờ, và với chi phí hợp lý. Đó là lý do chúng tôi ở đây.
Câu hỏi thường gặp
Sự khác biệt giữa khoan và nhàm chán là gì?
Khoan tạo lỗ từ vật liệu rắn bằng mũi khoan đa điểm.
Boring mở rộng và tinh chỉnh lỗ hiện có bằng công cụ một điểm. Sự nhàm chán chính xác hơn và có thể điều chỉnh vị trí và căn chỉnh.
Khi nào nên sử dụng máy bào thay vì phay?
Lập kế hoạch là tốt nhất cho lớn, bề mặt phẳng trong công việc sửa chữa một lần hoặc sửa chữa khi máy phay không đủ lớn. Nó hiếm khi kinh tế cho sản xuất.
Tôi có thể mong đợi độ chính xác như thế nào từ tiện tiêu chuẩn?
IT7–IT8, với độ nhám bề mặt Ra 3,2–1,6 µm. Tiện xong có thể giữ IT6 và Ra 0.8 Sọ.
Làm cách nào để ngăn chặn việc khoan đi lang thang?
Khoan tại chỗ trước, sử dụng một mũi khoan ngắn cứng, đảm bảo mũi khoan sắc nét và đối xứng, và sử dụng máy khoan để sản xuất.
Việc doa có thể đạt được độ chính xác cao hơn doa không?
Nhàm chán có thể sửa vị trí, liên kết, và kích thước, làm cho nó linh hoạt hơn cho các lỗ lớn hoặc phức tạp. Reaming nhanh hơn cho nhỏ, lỗ thẳng.
Quy trình tốt nhất cho rãnh then trong trục là gì?
Đối với âm lượng lớn, chuốt. Cho một lần hoặc sửa chữa, sử dụng máy xẻ rãnh hoặc máy nghiền rãnh then.
