Analyse av maskineringsprosesser og arbeidsstykkeoperasjoner

 

I. Forholdet mellom design og prosess

 

1. Design spiller en avgjørende rolle for produktkvalitet og kostnad.

2. Konstruktører bør ha en grunnleggende forståelse av maskineringsprosesser og arbeidsflyter.

3. Prosessingeniører bør forstå designprinsipper.

4. Design og prosess må samarbeide med hverandre, respektere fakta og kontrollere kostnadene.

 

Designere (som ikke forstår maskinering):

1. Upassende materialvalg

2. Feil varmebehandlingsprosess, som fører til risiko

3. Komplekse maskineringsprosesser for deler, økende kostnader

4. Dårlig produktmonterings- og vedlikeholdsprosess

 

Prosessingeniører (som ikke forstår design):

1. Vilkårlig endring av prosessstruktur og delpresisjon

2. Manglende forståelse av de endelige maskineringsnøyaktighetskravene til deler, noe som skaper risiko under blanking

 

En god designer må først forstå noen vanlige maskineringskunnskaper og ha en grunnleggende forståelse av vanlig utstyr, for eksempel delstørrelser og presisjon. De bør også ha sterke tegne- og gjennomgangsferdigheter, en bevissthet om hele maskineringsprosessen og følge opp under maskinering, opprettholde full kommunikasjon med frontlinjeteknikere for å optimalisere designet ytterligere. I tillegg kan observasjon av maskineringsprosesser og -metoder i industrien utvide deres kunnskap og forbedre deres ferdigheter.

 

 

II. Definisjon av maskineringsprosess

 

• Behandle:Refererer til ferdighetene, metodene og prosedyrene som brukes til å produsere et produkt.
• Prosessflyt:Strømmen som direkte endrer form, størrelse, relative posisjon og egenskaper til deler, og gjør dem til ferdige eller halvfabrikata. Støping, smiing, stempling, maskinering, sveising og varmebehandlingsprosesser regnes som prosessstrømmer.
• Maskineringsprosessflyt:Prosessen som bruker bearbeidingsmetoder.

 

▲ Maskineringsprosess

 

Prosessen fokuserer først og fremst på å endre formen på råvarer, der støpte eller smidde emner produseres gjennom støping eller smiing.

 

Prosessen bruker ulike verktøy og utstyr for å maskinere emner til deler, hovedsakelig endre form og størrelse.

Prosessen fokuserer først og fremst på å bestemme de relative posisjonene til delene, sette sammen de maskinerte delene til produkter i henhold til spesifikke monteringskrav.

 

 

III. Vanlig terminologi i maskineringsprosesser

 

• Operasjon:En del av maskineringsprosessen fullført av en (eller en gruppe) arbeidere på samme arbeidsstasjon (eller maskin) på en (eller en gruppe av) deler.
• Oppsett:En del av bearbeidingsprosessen fullført i én oppspenning av arbeidsstykket. Sett opp=posisjonering + klemme.
• Armatur:En enhet som brukes til å hjelpe til med maskinering.
• Kutting:Prosessen med å fjerne overflødig materiale fra et arbeidsstykke ved hjelp av skjæreverktøy.
• Prosessdimensjoner:Mål oppgitt i prosesskortet eller tegningen etter behov for maskinering.

 

▲ Vanlig terminologi i maskineringsprosesser

 

▲ Vanlig terminologi i maskineringsprosesser

 

▲ Felles terminologi i maskineringsprosesser

 

1. Laserskjæring

 

▲ Egnet for tynne plater (best for 1,5 mm-8mm)

 

2. Snuing

En bearbeidingsmetode der arbeidsstykket roterer som hovedbevegelse, og verktøyet gjør matebevegelser.

Hovedbevegelsen ved dreiing er rotasjonen av delen, og den lineære bevegelsen til verktøyet er matebevegelsen. Den er spesielt egnet for maskinering av roterende flater.

 

2.1 Dreiebenk

 

▲ Horisontal konvensjonell dreiebenk (egnet for produksjon av små partier)

 

▲ Horisontal CNC dreiebenk (egnet for komplekse former og masseproduksjon)

 

2.2 Snu applikasjonsområde

 

▲ Turning Application Range

 

▲ Turning Application Range

 

3. Fresing

Fresing er en av hovedmetodene for maskinering av plan. Fresen roterer som hovedbevegelse, og arbeidsstykket eller kutteren gjør matebevegelsen.

 

3.1 Fresemaskin

 

▲ Konvensjonell portalfresemaskin

 

▲ Vertikal fresemaskin

 

▲ Horisontal fresemaskin

 

3.2 Klatrefresing og konvensjonell fresing

Avhengig av forholdet mellom rotasjonsretningen til kutteren og materetningen, kan fresingen deles inn i klatrefresing og konvensjonell fresing.

 

• Konvensjonell fresing:Når kutterens rotasjonsretning er motsatt av materetningen, kalles det konvensjonell fresing.
• KlatreFresing:Når kutterens rotasjonsretning er den samme som materetningen, kalles det klatrefresing.

 

▲ Klatrefresing og konvensjonell fresing

 

3.3 Fordeler med klatrefresing

1. Mindre sannsynlighet for å forårsake vibrasjon i arbeidsstykket, noe som beskytter verktøyet

2. Redusert verktøyslitasje

3. Høy overflatekvalitet i klatrefresing, spesielt egnet for aluminiumslegeringer

 

3.4 Bruk av fresing

• Fresing brukes hovedsakelig til å maskinere fly(inkludert horisontale, vertikale og skrå flater), spor, formingsflater og avskjæringsoperasjoner.
• Knefresemaskiner (horisontalt og vertikalt):Mye brukt i små batch-produksjon for maskinering av små og mellomstore deler.
• Gantry fresemaskin:Brukes til maskinering av store og mellomstore deler. Utstyrt med 3-4 fresehoder som kan arbeide samtidig, er den svært produktiv og mye brukt i batch- og masseproduksjon.
• I små batchproduksjoner kan noen skiveformede formingsdeler også bearbeides på en vertikal fresemaskin ved hjelp av en vertikalkutter.

 

4. Boring

Boring er en metode for å bearbeide hull ved å flytte verktøyet og arbeidsstykket i forhold til hverandre mens verktøyet mates aksialt inn i arbeidsstykket. Boring er den mest grunnleggende hullbearbeidingsmetoden.

 

4.1 Drill Press

 

▲ Radialborepresse: Kun for hullbehandling (boring, tapping)

 

4.2 Bruk av borepresser

• Benkbor:Brukes til små hull (D<13 mm) on small and medium-sized parts in small batch production.
• Vertikal drill:Vanligvis brukt for større hull (D<50 mm).
• Radialbor:Brukes til hull i mellomstore og store deler.
• For roterende deler, vurder å bruke en dreiebenk eller boremaskin for hullbehandling.

 

 

IV Analyse av arbeidsstykkeoperasjoner

 

1. Analyse av arbeidsstykkeoperasjoner – Eksempel 1

 

▲ Arbeidsstykke CNC-tegning

 

① Blanking:φ25x132 (siden det ikke er krav til ytre diameter, er φ25 tilstrekkelig for blanking; hvis det er krav til ytre diameter, blank til φ28 og skru ned til størrelse).

② Dreiebenk:Bor et senterhull og klem den ene enden med en trekjeftchuck. Skru ned φ25, maskintrinn φ16, kutt sporet til størrelse φ16 og φ13,5, maskin total lengde, bor M8-gjengen i bunnhullet til en dybde på 25, og fas.

Klem φ16, støtt den andre enden med senterhullet, bearbeid trinnet til 76,5 og φ16,6 (etterlater en kvote på 0.3 for varmebehandlingsdeformasjon), og fas.

③ Fresemaskin:Fres begge ender flate, og sørg for størrelsen 13 (dette kan også gjøres etter sliping, men trådkutting er det eneste alternativet).

④Varmebehandling:Overflateherd 76,5-seksjonen med høyfrekvent slukking til HRC40-45, med en dybde på 1,5.

⑤ Senterløs sliping:Korriger deformasjonen og sørg for φ16g6-dimensjon (hvis det ikke er noe toleransekrav for φ16, er dette trinnet unødvendig).

⑥ Benkarbeid:Trykk på M8, dybde 20, og avgrad.

⑦ Overflatebehandling:Nikkelbelegg

 

2. Maskineringsprosess – Eksempel 2

 

▲ Arbeidsstykke CNC-tegning

 

① Blanking:Bruk jordplater 80x75x25.

② Trådskjæring:La 0,5 mm stå for finfresing på overflater som krever 3,2 ruhet, og skjær andre dimensjoner til.

③ Fresemaskin:

• (1) Finfres to vertikale flater for å sikre 3,2 ruhet og opprettholde vinkelrett innenfor 0.02, og sikre dimensjonene 75, 70 og 20.
• (2) Boring: Bruk senterboring, boring, rømme- og rømmemetoder for å bearbeide 4-φ8H7 pinnehull, sørg for størrelse og posisjon, bor 2-φ6.8 gjengede bunnhull, 2- φ9 gjennomgående hull, og opprettholde senteravstander på 15, 30 og 45 innenfor toleranse.

④ Benkarbeid:Trykk på 2-M8, fas og avgrad.

⑤ Overflatebehandling:Spraymaling (Y07).

 

3. Maskineringsprosess – Eksempel 3

 

▲ Arbeidsstykke CNC-tegning

 

① Blanking:Blå nylon 88x70x55

② CNC graveringsmaskin:

• (1) Bruk A som referanse, fest side A til arbeidsbordet med AB-lim, graver deretter rundt profilen og form fem sider. Etter forming, maskin 2-φ8H7 og φ14-φ9 forsenkede hull, og sørg for tegningsdimensjoner.
• (2) Etter å ha gravert fem sider og hull, snu og maskinside A og fas C20.

③ Avgrading.

 

4. Maskineringsprosess – Eksempel 4

 

▲ Arbeidsstykke CNC-tegning

 

① Rett ut etter sveising, hold flatheten innenfor 2 mm.

② Gløding:Etterannealing, rett ut for å holde flatheten innenfor 2 mm.

③ CNC portalfresing:

• (1) Kalibrering ogKlemming:Bruk side A som referanse, plasser like høye avstandsstykker under side A. Kalibrer hvert punkt på side B med en høydemåler, og hold hele arbeidsstykket flatt innenfor 2 mm. Ingen åpninger er tillatt ved hvert klempunkt. Bruk tynne shims for å fylle mellomrom, og sørg for at ingen deformasjoner under klemmen. En måleur kan brukes til å overvåke deformasjon.
• (2)Grovfresing:Grov fresside B, etterlater en finfresing på 1 mm. Bruk en sidefres til å bearbeide begge sideflatene, og la det være igjen 1 mm på hver side. Etter grovfresing side B, snu arbeidsstykket og grovfres side A ved å bruke samme metode, og la det være 1 mm til finfresing.
• (3) Finfresing og fastspenning:Bruk side A som referanse og fest den til like høye avstandsstykker med AB-lim. Pass på at det ikke er hull igjen, da direkte fastspenning på arbeidsstykket ikke er tillatt (bruk jekk om nødvendig).
• (4) Finmølle side B og begge sider:Sørg for flathet. Etter finfresing, bor hull ved hjelp av senterboring, boring, rømme- og rømmemetoder. Først behandle fire referansehull {{0}}φ10H7, og opprettholde en hullposisjonstoleranse på ±0,02. Når referansehullene er ferdige, behandle de andre hullene i henhold til programmet, og sikre dimensjons- og toleransenøyaktighet. Maskin alle sidehull med samme metode med sidefres, og sørg for form, posisjon og dimensjonstoleranser.
• (5) Etter at side B er ferdig, snu og finfres side A, for å sikre flathet. Alle hull på side A må maskineres basert på referansehullene 4-φ10H7 på side B. Ingen andre referansepunkter skal brukes. Maskin andre hull etter programmet.

④ Benkarbeid:Trykk på hele trådened hull, avgrading og fas.

⑤ Overflatebehandling:Spraymaling(Y07) på ikke-bearbeidede flater, og klarlakk på bearbeidede flater.