Pengenalan
Pemesinan logam telah berkembang daripada pemotongan logam manual tradisional kepada pemesinan mikro dengan laser. Pemesinan ialah istilah luas yang merujuk kepada pelbagai proses dan teknologi yang digunakan dalam pengeluaran.
Mempelajari asas pemesinan logam adalah penting untuk pemilik perniagaan baharu dan bakal pembekal bahagian logam. Bahan dikeluarkan daripada benda kerja semasa proses pemesinan. Logam dibentuk menjadi reka bentuk yang diingini menggunakan alat mesin kuasa untuk membuat bahagian atau komponen logam dalam pelbagai aplikasi. Pemesinan juga boleh dilakukan pada mana-mana bahagian sedia ada, seperti penempaan atau penuangan pelaburan.
Dalam artikel ini, anda akan mempelajari lebih lanjut tentang proses pemesinan logam supaya anda boleh menggunakannya untuk membantu anda memilih prosedur pembuatan terbaik untuk produk anda dan memenuhi keperluan serta pilihan pelanggan anda.
Apakah Pemesinan logam
Pemesinan logam merupakan teknik perindustrian untuk membuat komponen, peralatan dan jentera logam. Ia melibatkan beberapa langkah untuk menghasilkan bentuk, diameter lubang, saiz, tekstur dan kemasan produk akhir yang betul.
Tambahan pula, ia merangkumi penggunaan alat mesin untuk membentuk benda kerja menjadi bentuk tertentu. Semasa proses pembuatan, kebanyakan, jika tidak semua, komponen dan barang logam memerlukan beberapa bentuk pemesinan. Bahan lain, seperti plastik, getah, kayu dan produk kertas, sering dimesin.
Jenis teknologi pemesinan
Teknologi Pemesinan Pembakaran
Bagaimana jika kami memberitahu anda bahawa terdapat beberapa bentuk teknologi pemesinan pembakaran yang berbeza? Peralatan mesin pembakaran dan kimpalan digunakan untuk memanaskan benda kerja untuk membentuknya. Ia diketahui membakar pelbagai bahan.
· Teknologi pemotongan laser
Pemotong laser mencairkan, membakar atau menyejat bahan dengan memancarkan pancaran cahaya sempit dan bertenaga tinggi. Kaedah ini sesuai untuk mengukir corak atau membentuk keluli menjadi karya seni yang kukuh. Pemotongan laser menawarkan kelebihan seperti komposisi yang ekstrem dan kemasan perkhidmatan yang berkualiti tinggi.
· Teknologi pemotongan Oxyfuel
Untuk memotong dan mencairkan bahan, pemesinan jenis ini menggunakan gabungan oksigen dan gas bahan api. Oleh kerana molekul propana, hidrogen, petrol atau asetilena sangat mudah terbakar, ia biasanya digunakan dalam proses ini.
· Teknologi pemotongan plasma
Alat ini berfungsi dengan menembakkan aliran plasma ke dalam arka elektrik. Hasilnya, gas lengai berubah menjadi plasma. Sudah tentu, semasa berurusan dengan plasma, ia mungkin menjadi sangat panas apabila disentuh.
Teknologi Pemesinan Hakisan
Walaupun alat pembakaran menggunakan haba untuk membuang bahan tambahan, mesin hakisan menggunakan elektrik atau air untuk membuang bahan daripada bahan kerja anda.
· Teknologi pemotongan jet air
Pemotong jet air menggunakan aliran air bertekanan tinggi untuk memotong pelbagai bahan. Untuk menguraikan bahan dengan lebih cepat berbanding sebelum ini, hanya campurkan beberapa bentuk grit kasar ke dalam aliran air. Pemotong jet air biasanya digunakan pada bahan yang telah herot atau rosak akibat pendedahan haba.
· Teknologi pemesinan nyahcas elektrik
Untuk membuat kawah kecil, alat pemesinan nyahcas elektrik digunakan untuk nyahcas gerbang elektrik. Ini meningkatkan kadar "potongan penuh." Pemesinan nyahcas elektrik juga digunakan dalam aplikasi yang memerlukan bentuk yang kompleks.
Alat pemesinan nyahcas elektrik juga boleh digunakan untuk memotong bahan yang sukar. Alat pemesinan nyahcas elektrik mengehadkan bilangan aloi ferus dengan menggunakan bahan asas untuk mengalirkan elektrik.
Teknik pemesinan logam
- Berpusing
- Pengilangan
- pengisaran
- Membosankan
- Penggerudian
- Menggergaji
- broaching
- ECM/EDM
Berpusing
Memusing merupakan operasi mesin yang paling mudah, termasuk mengapit benda kerja dengan kuat pada plat berputar atau mandrel. Alat pemotong diletakkan pada benda kerja dalam lekapan yang dipasang pada slaid bergerak semasa ia berputar. Slaid boleh digerakkan ke atas dan ke bawah sepanjang benda kerja serta lebih dekat dan lebih jauh dari garis tengah. Kaedah pemesinan yang mudah ini sesuai untuk mengeluarkan sejumlah besar bahan dengan cekap. Mata gerudi yang dipasang pada stok ekor juga boleh menebuk lubang yang tepat di garis tengah benda kerja.
Pada bulatan luar objek bulat, mesin pelarik digunakan untuk menghasilkan bentuk sepusat. Banyak ciri bulat atau bulat dihasilkan pada mesin pelarik, termasuk slot, alur cincin, bahu bertingkat, ulir dalaman dan luaran, silinder dan aci. Ia juga boleh menghasilkan kemasan permukaan yang licin dan homogen.
Pengilangan
Pengisaran berbeza daripada pemusingan kerana benda kerja kekal pegun sementara alat pemotong berputar pada gelendong. Dalam kebanyakan kes, benda kerja dipegang secara mendatar dalam ragum mesin yang bergerak dalam arah X dan Y. Gelendong bergerak dalam paksi X, Y dan Z dan membawa pelbagai alat pemotong.
Sebuah mesin pengisar boleh menggerudi lubang dan lubang, tetapi ia adalah yang terbaik untuk menanggalkan stok daripada kepingan yang lebih kompleks dan tidak simetri. Mesin pengisar digunakan untuk membuat permukaan segi empat sama/rata, takuk, serong, saluran, profil, laluan kunci dan ciri-ciri lain yang bergantung pada sudut. Kebanyakan operasi mesin perkakas CNC dilakukan dengan mengisar dan memusing bersama. Cecair pemotong digunakan untuk menyejukkan bahan kerja dan alat pemotong, melincirkannya dan membersihkan zarah logam dalam semua operasi pemesinan logam.
pengisaran
Pengisaran ialah proses pemesinan yang melibatkan penyingkiran sejumlah kecil bahan daripada benda kerja dengan roda putar yang kasar untuk mencapai kemasan yang halus. Pengisaran juga boleh digunakan untuk memberi tekstur kepada objek atau membuat potongan ringan.
· Pengisaran permukaan
Bagi kebanyakan aplikasi, permukaan yang sangat licin pada barang logam adalah kritikal, dan kaedah terbaik untuk mencapai matlamat ini adalah dengan pengisar. Pengisar terdiri daripada cakera berputar yang dilitupi dengan grit kasar yang kasar. Bahan kerja dipasang di atas meja dan sama ada digerakkan ke depan dan ke belakang secara mendatar di bawah roda kasar atau dipegang pegun semasa roda berputar. Sememangnya, prosedur ini hanya boleh digunakan pada permukaan yang tidak terhalang oleh unjuran yang menonjol dari permukaan.
Bergantung pada bahan yang dikisar, pelbagai jenis bahan pengikis digunakan. Oleh kerana haba dan tekanan mekanikal proses pengisaran mungkin merosakkan bahan kerja, adalah penting untuk mengawal kelajuan dan suhu alat.
· Pengisaran silinder
Pengisaran permukaan dan pemutaran mesin pelarik digunakan dalam proses ini. Roda pengisaran bulat atau silinder biasanya diputar pada permukaan benda kerja semasa ia dikekalkan pegun. Pada kedua-dua diameter dalaman dan luaran, pengisar silinder boleh digunakan sepanjang bahagian atau pada kedalaman separa.
Prosedur ini mempunyai kelebihan dalam menghasilkan toleransi yang sangat tepat dan tepat dengan tekstur permukaan yang sangat licin.
· Pengisaran optik
Pengisaran permukaan dan pemutaran mesin pelarik digunakan dalam proses ini. Roda pengisaran bulat atau silinder biasanya diputar pada permukaan benda kerja semasa ia dikekalkan pegun. Pada kedua-dua diameter dalaman dan luaran, pengisar silinder boleh digunakan sepanjang bahagian atau pada kedalaman separa.
Prosedur ini mempunyai kelebihan dalam menghasilkan toleransi yang sangat tepat dan tepat dengan tekstur permukaan yang sangat licin.
Membosankan
Penggerudian ialah proses mengembangkan lubang yang telah digerudi atau dituang. Penggerudian garisan (salah satu daripada kedua-dua hujungnya disokong oleh bar penggerudian), penggerudian belakang (penggerudian lubang di bahagian belakang benda kerja), dan penggerudian pelarik semuanya adalah contoh penggerudian (membesarkan lubang dengan alat pemotong satu titik untuk mencipta lubang tirus atau segi empat sama)
Penggerudian juga boleh digelar sebagai kaedah membesarkan lubang yang telah dipotong sebelum ini pada benda kerja. Penggerudian boleh digunakan untuk membuat lubang pertama. Penggerudian, tidak seperti penggerudian, menggunakan alat pemotong titik tunggal.
Penggerudian
Penggerudian ialah kaedah pemesinan yang menggunakan mata gerudi untuk mencipta lubang silinder dalam bahan pepejal; ia merupakan salah satu teknik pemesinan yang paling penting kerana lubang yang dihasilkan sering digunakan untuk membantu pemasangan. Mesin gerudi paling biasa digunakan, tetapi mesin pelarik juga boleh digunakan. Penggerudian ialah fasa pra-pemprosesan dalam kebanyakan operasi pembuatan yang menghasilkan lubang siap yang kemudiannya ditoreh, diratakan semula, dibor atau diubah suai untuk menghasilkan lubang berulir atau membawa dimensi lubang dalam toleransi yang boleh diterima. Mata gerudi pada amnya akan memotong lubang yang lebih besar daripada saiz nominalnya dan lubang yang tidak semestinya lurus atau bulat disebabkan oleh fleksibiliti mata gerudi dan keinginan untuk mencari laluan yang paling kurang rintangan. Akibatnya, penggerudian biasanya ditentukan saiznya yang kecil, dengan pemesinan untuk mendapatkan lubang ke saiz akhirnya.
Mata gerudi yang digunakan mempunyai dua alur heliks yang mengalir ke atas aci. "Seruling" itu membawa kepingan, atau swarf, keluar dari lubang apabila mata gerudi memasuki bahan. Setiap jenis bahan mempunyai kelajuan dan suapan gerudi yang disyorkan.
Menggergaji
Logam biasanya digergaji menggunakan mesin pemotong untuk membuat panjang yang lebih pendek daripada bar, bentuk yang diekstrusi dan bahan lain. Gergaji jalur, kedua-dua menegak dan mendatar, memahat bahan dengan gelung jalur bergigi yang berterusan. Kelajuan jalur berbeza-beza bergantung pada bahan, dengan beberapa aloi suhu tinggi memerlukan 30 fpm yang perlahan dan bahan yang lebih lembut seperti aluminium memerlukan 1000 fpm atau lebih. Gergaji kuasa, gergaji roda kasar dan gergaji bulat adalah contoh mesin pemotong yang lain.
Ukiran laser
Ukiran laser adalah yang terbaik untuk pelabelan atau penandaan berketepatan tinggi, kerana ia menggunakan teknologi laser untuk penandaan kekal, fleksibiliti, masa kitaran yang pantas dan penyepaduan barisan pengeluaran. Ia merupakan kaedah penandaan barang logam yang berkos rendah.
Teknologi laser membolehkan pengecapan logam jitu melalui ukiran laser. Melabelkan produk logam dengan nombor siri, kod identiti, nama jenama dan nombor model yang sesuai boleh dilakukan dengan tepat dan seragam menggunakan pengecapan jitu logam. Menggunakan teknologi laser akan menarik perhatian pelanggan dan pelabur anda.
broaching
Broaching digunakan untuk membuat lubang segi empat sama, lubang kunci dan lubang spline, antara lain. Broach terdiri daripada beberapa gigi yang diletakkan dalam corak seperti kikir, dengan setiap gigi sedikit lebih besar daripada yang sebelumnya. Broach membuat satu siri potongan yang lebih dalam apabila ia ditarik atau ditolak melalui lubang perambut yang disediakan (atau di luar permukaan). Mesin tekan menegak kerap digunakan untuk broaching tolak. Broaching tarik biasanya dilakukan dengan peranti menegak atau mendatar yang biasanya digerakkan secara hidraulik. Kelajuan pemotongan untuk logam berkekuatan tinggi adalah antara 5 hingga 50 fpm untuk logam yang lebih lembut.
ECM/EDM
· ECM
Pemesinan Elektro-Kimia ialah sejenis penyaduran elektro terbalik yang menghasilkan lubang bebas burr dengan kemasan permukaan yang sangat baik. Bahan kerja tidak tertakluk kepada sebarang tekanan haba kerana ia merupakan teknik pemesinan sejuk.
· EDM
Ini adalah kaedah penyingkiran bahan bukan mekanikal yang bergantung pada percikan api atau bahan kimia yang menghakis. Pemesinan nyahcas elektrik melibatkan penghantaran percikan api dari elektrod ke permukaan bahan kerja konduktif melalui bendalir dielektrik. Lubang berdiameter kecil, rongga acuan dan ciri-ciri halus lain boleh dihasilkan dengan teknologi ini. Ciri-ciri terma dan kekonduksian logam, bukannya kekerasan, yang mempengaruhi kadar nyahcas.
Apabila memilih alat pemotong mesin CNC, terdapat faktor yang perlu dipertimbangkan
Bahan dan Ciri-ciri Bahan Kerja
Bahan benda kerja mempunyai impak yang besar terhadap pemilihan alat. Aluminium, besi mulur dan tuangan besi kelabu adalah bahan yang paling kerap dimesin di Stecker Machine. Bagi setiap bahan, kami mempunyai alat pemotong logam pemesinan CNC kegemaran. Jurutera suka bermula dengan alat piawai yang telah terbukti berkesan, yang mengurangkan risiko, inventori dan perbelanjaan.
Gerudi, pengisar dan pili digunakan untuk memesin pelbagai ciri, dan perkakas standard tersedia untuk setiap jenis dan bahan alat. Stecker, sebagai contoh, menawarkan tiga pengisar muka bahu persegi 90° asas: satu untuk memotong aluminium, satu untuk memesin besi mulur dan satu untuk memesin besi kelabu. Aluminium mempunyai kebolehmesinan tertinggi bagi bahan-bahan ini, oleh itu perkakas aluminium mempunyai piawaian kaki permukaan seminit (SFM) yang lebih besar, membolehkannya berjalan lebih pantas.
Jumlah Pengeluaran
Secara amnya, projek bervolum tinggi memerlukan alat pemotong khusus dan canggih, manakala projek bervolum rendah menggunakan perkakasan peringkat ekonomi. Semuanya bergantung kepada ekonomi skala, dengan jumlah komponen yang besar yang akan dihasilkan mewajarkan kos mahal untuk perkakasan berciri khusus dan canggih.
Kemungkinan untuk Gabungan
Dalam pemesinan CNC, alat berbilang ciri boleh menjimatkan banyak wang dan masa. Apabila beberapa operasi — tiga, empat atau lebih — boleh dilakukan oleh satu alat, tempoh kitaran meningkat manakala masa pertukaran alat berkurangan.
Contohnya, alat kombo boleh sisipan yang direka bentuk dengan baik boleh menggerudi dan mencangkung dalam tiga cara berbeza, menyelesaikan kerja dalam satu hantaran dengan satu alat dan bukannya enam (dan enam hantaran). Ya, alat berbilang ciri yang dibuat khas itu boleh menelan belanja $3,000, tetapi penjimatan dengan cepat meningkat untuk menampung harga, terutamanya untuk projek volum tinggi.
Kapasiti Mesin
Kebanyakan alat pemotong serasi dengan mesin CNC. Walau bagaimanapun, ini tidak selalunya bermaksud bahawa mesin tersebut adalah yang paling cekap. Jurutera dan pengendali memahami bahawa mesin kuasa kuda yang lebih tinggi (dengan tirus yang lebih besar) membolehkan mereka menggunakan alat kombo berbilang fungsi.
Tuangan yang lebih kecil tidak memerlukan penggunaan alat pengangkat untuk menggerakkannya, manakala tuangan yang lebih besar memerlukannya. Sesungguhnya, membangunkan lekapan yang boleh menjalankan dua atau tiga komponen kecil sekaligus pada mesin yang lebih besar mungkin memberikan potensi untuk kecekapan yang dipertingkatkan. Ini adalah ilustrasi bagaimana mesin yang besar tidak selalunya bermaksud tuangan besar-besaran.
Bahan alat tersebut
Alat pemotong yang sama boleh dihasilkan daripada pelbagai bahan, ada yang lebih tahan lama (dan oleh itu lebih mahal) daripada yang lain.
Karbida pepejal ialah bahan alat pemotong yang sangat tahan lama. Sebaliknya, alat berhujung PCD mencapai tahap ketahanan yang lain. Alat pemotong arus paling keras ialah PCD, atau berlian polikristalin, yang dihasilkan dengan mensintering zarah berlian dengan pengikat logam.
Alat penggerudi berhujung PCD mempunyai jangka hayat alat sekitar 4X ganda lebih lama daripada alat karbida pepejal (2,500 keping berbanding 10,000), tetapi ia juga boleh beroperasi 25% lebih pantas. Perbezaan kos antara kedua-duanya (kira-kira $180 untuk karbida berbanding $960 untuk PCD) diimbangi oleh perbezaan dalam pengeluaran (kelajuan gelendong yang lebih tinggi, kadar suapan tambahan, DAN tenaga kerja, persediaan dan penjimatan lain).
Strategi
Jurutera biasanya mereka bentuk senario terbaik (perkakas terbaik, masa kitaran yang agresif, lekapan mewah) dan senario "Pelan B" apabila menentukan bagaimana projek baharu akan disiapkan di bengkel (perkakas yang lebih murah, mesin yang kurang berkuasa, dsb.). Godaannya adalah untuk mengurangkan kos dengan memilih penyelesaian yang lebih murah, tetapi ini biasanya menunjukkan bahawa perkakas terjejas.
Kelemahan dalam hujah itu ialah ia gagal mengambil kira potensi isu perkakasan, yang bukan sahaja menelan kos sebanyak senario terbaik awal, tetapi juga menambah kos masa yang terbuang kepada projek.
Pengalaman sangat berharga
Sesetengah perniagaan mesin CNC mempunyai pekerja yang lebih berpengetahuan berbanding yang lain. Tiada apa yang dapat menandingi pengetahuan yang dikumpul daripada projek mesin CNC yang berjaya selama beberapa dekad. Peneraju ini berpengalaman dalam menguruskan projek dari konsep hingga siap, dan mereka mempunyai proses yang diperlukan serta banyak peralatan yang diperlukan.
Jadi, bagaimana seorang pendatang baru boleh memasuki bengkel mesin CNC yang berpengalaman? Lagipun, program dan sesi latihan CNC pendidikan tinggi terkemuka pun tidak mengajar pemilihan alat. Ia adalah contoh pengetahuan suku kaum dalam kes ini: kemahiran yang diturunkan dari jurutera ke jurutera, biasanya di bengkel mesin CNC mewah.
Ringkasan
Anda kini mempunyai pemahaman yang lebih baik tentang pelbagai jenis pemesinan dan proses yang terlibat. Pemesinan melibatkan penggunaan pelbagai peralatan dan proses, bergantung pada bahan kerja atau bahan yang digunakan, serta hasil produk yang diingini. Cara mekanikal, kasar, terma atau kimia untuk membuang bahan boleh digunakan dalam proses pemesinan untuk mencapai reka bentuk dan ciri produk yang terbaik.
Memahami pemesinan logam akan membantu anda merancang sama ada anda seorang usahawan kali pertama atau seseorang yang ingin mengeluarkan dan menyediakan bahagian logam untuk industri automotif, elektronik dan lain-lain. Walaupun terdapat banyak yang perlu dipelajari, bercakap dengan profesional pemesinan logam boleh membantu anda mencapai objektif anda.
