Hallmalmi CNC-töötlustoode

Mehaaniline töötlemine on protsess, mille käigus materjal (sageli metall) lõigatakse kontrollitud materjalieemaldusprotsessi abil soovitud lõplikku kuju ja suurust. Protsessid, millel on see ühine teema, kontrollitud materjali eemaldamine, on tänapäeval ühiselt tuntud kui lahutav tootmine, mis erineb kontrollitud materjali lisamise protsessidest, mida nimetatakse aditiivseks tootmiseks. See, mida definitsiooni "kontrollitud" osa täpselt tähendab, võib erineda, kuid see tähendab peaaegu alati tööpinkide kasutamist (lisaks ainult elektritööriistadele ja käsitööriistadele).

Mehaaniline töötlemine on paljude tootmise osametalltooted, kuid seda saab kasutada ka selliste materjalide puhul nagu puit, plast, keraamika ja komposiidid. Masinameistriks nimetatakse inimest, kes on spetsialiseerunud mehaanilisele töötlemisele. Ruumi, hoonet või ettevõtet, kus mehaanilist tööd tehakse, nimetatakse masinatöökojaks. Suur osa tänapäevasest mehaanilisest töötlemisest toimub arvuti arvjuhtimise (CNC) abil, mille käigus arvutite abil kontrollitakse freeside, treipinkide ja muude lõikepinkide liikumist ja tööd. See suurendab tõhusust, kuna CNC-masin töötab mehitamata, vähendades seega masinatöökodade tööjõukulusid.

Kolm peamist töötlemisprotsessi liigitatakse treimiseks, puurimiseks ja freesimiseks. Muud toimingud, mis kuuluvad erinevatesse kategooriatesse, hõlmavad vormimist, hööveldamist, puurimist, avamist ja saagimist.

Treimisoperatsioonid on toimingud, mis pööravad töödeldavat detaili kui peamist meetodit metalli liigutamiseks vastu lõikeriista. Treipingid on peamised treimisel kasutatavad tööpingid.

Freesimise toimingud on toimingud, mille käigus lõikeriist pöörleb, et lõiketerad toetuks töödeldavale detailile. Freespingid on peamised freesimisel kasutatavad tööpingid.

Puurimistoimingud on toimingud, mille käigus valmistatakse või viimistletakse auke, viies pöörleva lõikuri, mille lõikeservad on alumises otsas, kontakti toorikuga. Puurimisoperatsioone tehakse peamiselt puurpressides, kuid mõnikord ka treipinkides või veskites.

Mitmesugused toimingud on toimingud, mis rangelt võttes ei pruugi olla töötlustoimingud, kuna need ei pruugi olla killustiku tootmise toimingud, vaid need toimingud tehakse tavalisel tööpingil. Põletamine on mitmesuguse toimingu näide. Poleerimisel ei teki laastu, kuid seda saab teha treipingis, veski- või puurpressis.

Lõpetamata töödeldaval detailil, mis vajab töötlemist, tuleb valmistoote loomiseks osa materjalist ära lõigata. Valmistoode on toorik, mis vastab selle tooriku tehniliste jooniste või kavanditega kehtestatud spetsifikatsioonidele. Näiteks võib töödeldaval detailil olla konkreetne välisläbimõõt. Treipink on tööpink, mida saab kasutada selle läbimõõdu loomiseks metallist töödeldavat detaili pöörates, nii et lõikeriist saab metalli ära lõigata, luues sileda ümara pinna, mis vastab nõutavale läbimõõdule ja pinnaviimistlusele. Silindrilise augu kujulise metalli eemaldamiseks saab kasutada puurit. Muud tööriistad, mida saab kasutada erinevat tüüpi metallide eemaldamiseks, on freesmasinad, saed ja lihvimismasinad. Paljusid neid samu tehnikaid kasutatakse puidutöötlemisel.

Täiustatud töötlemistehnikad hõlmavad täpsustCNC töötlemine, elektrilahenduse töötlemine (EDM), elektrokeemiline erosioon, laserlõikamine või veejoaga lõikamine metallist toorikute vormimiseks.

Kommertsettevõttena teostatakse mehaaniline töötlemine tavaliselt masinatsehhis, mis koosneb ühest või mitmest suuremaid tööpinke sisaldavast tööruumist. Kuigi masinatöökoda võib olla iseseisev tegevus, peavad paljud ettevõtted sisemisi masinatöökodasid, mis toetavad ettevõtte erivajadusi.

Töötlemine nõuab tähelepanu paljudele detailidele, et toorik vastaks tehnilistel joonistel või kavanditel esitatud spetsifikatsioonidele. Õigete mõõtmetega seotud ilmsete probleemide kõrval on probleem töödeldava detaili õige viimistluse või pinna sileduse saavutamisega. Tooriku töödeldud pinnalt leitud halvema viimistluse põhjuseks võib olla vale kinnitus, nüri tööriist või tööriista sobimatu esitus. Sageli ilmneb see vilets pinnaviimistlus, mida nimetatakse lobisemiseks, lainelise või ebakorrapärase viimistluse ja lainete ilmnemise tõttu töödeldava detaili töödeldud pindadel.

Mehaaniline töötlemine on igasugune protsess, mille käigus kasutatakse lõiketööriista, et eemaldada toorikult väikesed materjalikillud (toorikut nimetatakse sageli "tööks"). Operatsiooni sooritamiseks on vajalik suhteline liikumine tööriista ja töö vahel. See suhteline liikumine saavutatakse enamikus töötlustoimingutes esmase liikumise, mida nimetatakse "lõikekiiruseks" ja sekundaarse liikumise, mida nimetatakse "söödaks", abil. Tööriista kuju ja selle tungimine tööpinda koos nende liigutustega annavad tulemuseks soovitud tööpinna kuju.

Töötlemistoimingud
Töötlemisoperatsioone on palju, millest igaüks on võimeline genereerima teatud detaili geomeetria ja pinna tekstuuri.

Treimisel kasutatakse ühe lõiketeraga lõikeriista materjali eemaldamiseks pöörlevalt toorikult, et tekitada silindriline kuju. Esmane liikumine toimub töödeldava detaili pööramisega ja etteanaliikumine saavutatakse lõikeriista aeglaselt liigutamisega tooriku pöörlemisteljega paralleelses suunas.

Ümmarguse augu loomiseks kasutatakse puurimist. See saavutatakse pöörleva tööriistaga, millel on tavaliselt kaks või neli spiraalset lõikeserva. Tööriist juhitakse selle pöörlemisteljega paralleelses suunas töödeldavasse detaili, et moodustada ümmargune ava.

Puurimisel viiakse ühe painutatud terava otsaga tööriist pöörlevas toorikus jämedalt tehtud auku, et ava veidi suurendada ja selle täpsust parandada. See on peen viimistlusoperatsioon, mida kasutatakse toote valmistamise viimastes etappides.

Hõõritamine on üks suuruse määramise toimingutest, mille käigus eemaldatakse juba puuritud august väike kogus metalli.

Freesimisel liigutatakse mitme lõikeservaga pöörlevat tööriista materjali suhtes aeglaselt, et tekitada tasane või sirge pind. Ettenihke liikumise suund on risti tööriista pöörlemisteljega. Kiiruse liikumise tagab pöörlev frees. Freesimise kaks peamist vormi on: perifeerne freesimine ja esipinna freesimine.

Muud tavapärased töötlemistoimingud hõlmavad vormimist, hööveldamist, avamist ja saagimist. Ka lihvimine ja sarnased abrasiivsed toimingud kuuluvad sageli töötlemise kategooriasse.

Lõikeriistal on üks või mitu teravat lõikeserva ja see on valmistatud töömaterjalist kõvemast materjalist. Lõikeserv on mõeldud laastu eraldamiseks põhitöömaterjalist. Lõikeservaga on ühendatud tööriista kaks pinda:

Reha nägu ja külg.
Raamispinda, mis suunab äsja moodustunud laastu voolu, on orienteeritud teatud nurga all, nimetatakse kaldenurgaks "α". Seda mõõdetakse tööpinnaga risti oleva tasapinna suhtes. Kaldenurk võib olla positiivne või negatiivne. Tööriista külg jätab tööriista ja äsja moodustatud tööpinna vahele vaba ruumi, kaitstes seega pinda hõõrdumise eest, mis halvendab viimistlust. Seda nurka tööpinna ja külgpinna vahel nimetatakse reljeefnurgaks. Lõiketööriistu on kahte peamist tüüpi:

Ühe punktiga tööriist ja mitme tipptasemega tööriist
Ühe otsaga tööriistal on üks lõikeserv ja seda kasutatakse treimiseks, puurimiseks ja hööveldamiseks. Töötlemise ajal tungib tööriista ots tööosa algsest tööpinnast allapoole. Punkt ümardatakse mõnikord teatud raadiusega, mida nimetatakse nina raadiuseks.

Mitmel tipptasemel tööriistal on rohkem kui üks lõikeserv ja tavaliselt saavutatakse nende liikumine tööosa suhtes pöörlemise teel. Puurimisel ja freesimisel kasutatakse pöörlevaid mitme lõiketeraga tööriistu. Kuigi nende tööriistade kujud erinevad ühepunktitööriistadest, on paljud tööriista geomeetria elemendid sarnased.