Analys av bearbetningsprocesser och arbetsstyckesoperationer

 

I. Förhållandet mellan design och process

 

1. Design spelar en avgörande roll för produktkvalitet och kostnad.

2. Konstruktörer bör ha en grundläggande förståelse för bearbetningsprocesser och arbetsflöden.

3. Processingenjörer bör förstå designprinciper.

4. Design och process måste samarbeta med varandra, respektera fakta och kontrollera kostnaderna.

 

Designers (som inte förstår bearbetning):

1. Olämpligt materialval

2. Felaktig värmebehandlingsprocess, vilket leder till risker

3. Komplexa bearbetningsprocesser för delar, vilket ökar kostnaderna

4. Dålig produktmontering och underhållsprocess

 

Processingenjörer (som inte förstår design):

1. Godtycklig förändring av processstrukturen och detaljprecisionen

2. Misslyckande med att förstå de slutliga kraven för bearbetningsnoggrannhet för delar, vilket skapar risker under blankning

 

En bra konstruktör måste först förstå några vanliga bearbetningskunskaper och ha en grundläggande förståelse för vanlig utrustning, såsom delstorlekar och precision. De bör också ha starka ritnings- och recensionsfärdigheter, en medvetenhet om hela bearbetningsprocessen och följa upp under bearbetningen, upprätthålla full kommunikation med frontlinjetekniker för att ytterligare optimera designen. Dessutom kan observation av bearbetningsprocesser och metoder i branschen bredda deras kunskaper och förbättra deras färdigheter.

 

 

II. Definition av bearbetningsprocess

 

• Behandla:Avser färdigheter, metoder och procedurer som används vid tillverkning av en produkt.
• Processflöde:Flödet som direkt ändrar form, storlek, relativ position och egenskaper hos delar, vilket gör dem till färdiga eller halvfabrikat. Processer för gjutning, smide, stansning, bearbetning, svetsning och värmebehandling betraktas alla som processflöden.
• Bearbetningsprocessflöde:Processen som använder bearbetningsmetoder.

 

▲ Bearbetningsprocess

 

Processen fokuserar i första hand på att ändra formen på råvaror, där gjutna eller smidda ämnen framställs genom gjutning eller smidning.

 

Processen använder olika verktyg och utrustning för att bearbeta ämnen till delar, huvudsakligen ändra deras form och storlek.

Processen fokuserar i första hand på att bestämma delarnas relativa positioner, att montera de bearbetade delarna till produkter enligt specifika monteringskrav.

 

 

III. Vanlig terminologi i bearbetningsprocesser

 

• Drift:En del av bearbetningsprocessen slutförd av en (eller en grupp) arbetare vid samma arbetsstation (eller maskin) på en (eller en grupp av) delar.
• Inställning:En del av bearbetningsprocessen slutfördes i en fastspänning av arbetsstycket. Ställ in=positionering + fastspänning.
• Fixtur:En anordning som används för att hjälpa till vid bearbetning.
• Skärande:Processen att ta bort överflödigt material från ett arbetsstycke med hjälp av skärverktyg.
• Processdimensioner:Mått anges i processkortet eller ritningen efter behov för bearbetning.

 

▲ Vanlig terminologi i bearbetningsprocesser

 

▲ Vanlig terminologi i bearbetningsprocesser

 

▲ Gemensam terminologi i bearbetningsprocesser

 

1. Laserskärning

 

▲ Lämplig för tunna plattor (bäst för 1,5 mm-8mm)

 

2. Vändning

En bearbetningsmetod där arbetsstycket roterar som huvudrörelse och verktyget gör matningsrörelser.

Huvudrörelsen vid svarvning är rotationen av delen, och verktygets linjära rörelse är matningsrörelsen. Den är särskilt lämplig för bearbetning av roterande ytor.

 

2.1 Svarv

 

▲ Horisontell konventionell svarv (lämplig för produktion av små partier)

 

▲ Horisontell CNC-svarv (lämplig för komplexa former och massproduktion)

 

2.2 Svarvning av tillämpningsområde

 

▲ Vridning av applikationsområde

 

▲ Vridning av applikationsområde

 

3. Fräsning

Fräsning är en av huvudmetoderna för att bearbeta plan. Fräsen roterar som huvudrörelsen och arbetsstycket eller fräsen gör matningsrörelsen.

 

3.1 Fräsmaskin

 

▲ Konventionell portalfräsmaskin

 

▲ Vertikal fräsmaskin

 

▲ Horisontell fräsmaskin

 

3.2 Klätfräsning och konventionell fräsning

Beroende på förhållandet mellan fräsens rotationsriktning och matningsriktningen kan fräsning delas upp i klättfräsning och konventionell fräsning.

 

• Konventionell fräsning:När fräsens rotationsriktning är motsatt matningsriktningen kallas det konventionell fräsning.
• KlättraFräsning:När fräsen rotationsriktning är densamma som matningsriktningen kallas det klättringsfräsning.

 

▲ Klätterfräsning och konventionell fräsning

 

3.3 Fördelar med klättringsfräsning

1. Mindre sannolikhet att orsaka vibrationer i arbetsstycket, vilket skyddar verktyget

2. Minskat verktygsslitage

3. Hög ytkvalitet i klättringsfräsning, speciellt lämplig för aluminiumlegeringar

 

3.4 Tillämpningar av fräsning

• Fräsning används främst för att bearbeta plan(inklusive horisontella, vertikala och lutande ytor), spår, formningsytor och avskärningsoperationer.
• Fräsmaskiner av knätyp (horisontellt och vertikalt):Används i stor utsträckning vid tillverkning av små partier för bearbetning av små och medelstora detaljer.
• Gantry fräsmaskin:Används för bearbetning av stora och medelstora detaljer. Utrustad med 3-4 fräshuvuden som kan arbeta samtidigt, den är mycket produktiv och används ofta i batch- och massproduktion.
• I små satser kan vissa skivformade formdelar också bearbetas på en vertikal fräsmaskin med en vertikal fräs.

 

4. Borrning

Borrning är en metod för att bearbeta hål genom att flytta verktyget och arbetsstycket i förhållande till varandra medan verktyget matas axiellt in i arbetsstycket. Borrning är den mest grundläggande hålbearbetningsmetoden.

 

4.1 Borrpress

 

▲ Radiell borrpress: Endast för hålbearbetning (borrning, gängning)

 

4.2 Tillämpningar av borrpressar

• Bänkborr:Används för små hål (D<13 mm) on small and medium-sized parts in small batch production.
• Vertikal borr:Används vanligtvis för större hål (D<50 mm).
• Radiell borr:Används för hål i medelstora och stora delar.
• För roterande delar, överväg att använda en svarv eller borrmaskin för hålbearbetning.

 

 

IV Analys av arbetsstyckesoperationer

 

1. Analys av arbetsstyckesoperationer – Exempel 1

 

▲ CNC-ritning av arbetsstycke

 

① Blankering:φ25x132 (eftersom det inte finns några krav på ytterdiameter räcker φ25 för blankning; om det finns krav på ytterdiameter, blank till φ28 och vrid ner till storlek).

② Svarv:Borra ett mitthål och kläm fast ena änden med en trekäftschuck. Vrid ner φ25, bearbeta steg φ16, skär skåran till storlek φ16 och φ13,5, maskin total längd, borra M8-gängans bottenhål till ett djup av 25 och fasa.

Kläm fast φ16, stöd den andra änden med mitthålet, bearbeta steget till 76,5 och φ16,6 (lämna en tillåtelse på 0.3 för värmebehandlingsdeformation) och fasa.

③ Fräsmaskin:Fräsa båda ändarna plana och se till att storleken är 13 (detta kan också göras efter slipning, men trådklippning är det enda alternativet).

④Värmebehandling:Ythärda 76,5-sektionen med högfrekvent släckning till HRC40-45, med ett djup på 1,5.

⑤ Mittlös slipning:Korrigera deformation och säkerställ φ16g6 dimension (om inget toleranskrav för φ16 är detta steg onödigt).

⑥ Bänkarbete:Knacka på M8, djup 20, och grada.

⑦ Ytbehandling:Nickelplätering

 

2. Bearbetningsprocess – Exempel 2

 

▲ CNC-ritning av arbetsstycke

 

① Blankering:Använd markplåtar 80x75x25.

② Trådskärning:Lämna 0,5 mm för finfräsning på ytor som kräver en grovhet på 3,2 och skär andra dimensioner.

③ Fräsmaskin:

• (1) Finfräs två vertikala ytor för att säkerställa 3,2 grovhet och bibehålla vinkelräthet inom 0.02, och säkerställ dimensionerna 75, 70 och 20.
• (2) Borrning: Använd mittborrning, borrning, brotschning och brotschningsmetoder för att bearbeta 4-φ8H7 stifthål, säkerställ storlek och position, borra 2-φ6.8 gängade bottenhål, 2- φ9 genomgående hål och bibehåll mittavstånd på 15, 30 och 45 inom toleransen.

④ Bänkarbete:Tryck på 2-M8, fas och grada.

⑤ Ytbehandling:Sprayfärg (Y07).

 

3. Bearbetningsprocess – Exempel 3

 

▲ CNC-ritning av arbetsstycke

 

① Blankering:Blå nylon 88x70x55

② CNC gravyrmaskin:

• (1) Använd A som referens, fäst sida A på arbetsbordet med AB-lim, gravera sedan runt profilen och forma fem sidor. Efter formning, bearbeta 2-φ8H7 och φ14-φ9 försänkta hål, och säkerställ ritningsmått.
• (2) Efter gravering av fem sidor och hål, vänd och bearbeta sida A och fas C20.

③ Grada av.

 

4. Bearbetningsprocess – Exempel 4

 

▲ CNC-ritning av arbetsstycke

 

① Räta ut efter svetsning, håll planheten inom 2 mm.

② Glödgning:Efterannealing, räta ut för att hålla planheten inom 2 mm.

③ CNC Gantry Fräsning:

• (1) Kalibrering ochFastspänning:Använd sida A som referens och placera distansbrickor med lika höjd under sida A. Kalibrera varje punkt på sida B med en höjdmätare, och håll hela arbetsstycket plant inom 2 mm. Inga mellanrum är tillåtna vid varje klämpunkt. Använd tunna shims för att fylla mellanrum och se till att ingen deformation under klämning. En mätklocka kan användas för att övervaka deformation.
• (2)Grovfräsning:Grov frässida B, lämnar en finfräsning på 1 mm. Använd en sidfräs för att bearbeta båda sidoytorna, lämna 1 mm kvar på varje sida. Efter grovfräsning sida B, vänd arbetsstycket och grovfräsning sida A med samma metod, lämna 1 mm för finfräsning.
• (3) Finfräsning och fastspänning:Använd sida A som referens, fäst den på lika höga distanser med AB-lim. Se till att inga mellanrum finns kvar, eftersom direkt fastspänning på arbetsstycket inte är tillåtet (använd domkraft vid behov).
• (4) Finfrässida B och båda sidor:Säkerställ planhet. Efter finfräsning, borra hål med hjälp av centrumborrning, borrning, brotschning och brotschningsmetoder. Bearbeta först fyra referenshål {{0}}φ10H7, och bibehåll en hålpositionstolerans på ±0,02. När referenshålen är klara, bearbeta de andra hålen enligt programmet, vilket säkerställer dimensions- och toleransnoggrannhet. Bearbeta alla sidohål med samma metod med sidfräs, säkerställ form-, positions- och dimensionstoleranser.
• (5) När sida B är klar, vänd och finfräsa sida A, för att säkerställa planhet. Alla hål på sida A måste bearbetas baserat på referenshålen 4-φ10H7 på sida B. Inga andra referenspunkter bör användas. Bearbeta andra hål enligt programmet.

④ Bänkarbete:Tryck på hela trådened hål, gradning och fasning.

⑤ Ytbehandling:Sprayfärg(Y07) på icke-bearbetade ytor och klarlack på bearbetade ytor.