Produs de prelucrare CNC din fontă gri

Prelucrarea este un proces în care un material (adesea metal) este tăiat într-o formă și dimensiune finală dorită printr-un proces controlat de îndepărtare a materialului. Procesele care au această temă comună, îndepărtarea controlată a materialului, sunt astăzi cunoscute în mod colectiv sub denumirea de fabricație subtractivă, în distincție de procesele de adăugare controlată a materialului, care sunt cunoscute sub numele de fabricație aditivă. Exact ceea ce implică partea „controlată” a definiției poate varia, dar aproape întotdeauna implică utilizarea mașinilor-unelte (în plus față de doar sculele electrice și uneltele manuale).

Prelucrarea este o parte din fabricarea multoraproduse metalice, dar poate fi folosit și pe materiale precum lemn, plastic, ceramică și compozite. O persoană care este specializată în prelucrare se numește mașinist. O cameră, clădire sau companie în care se realizează prelucrarea se numește atelier de mașini. O mare parte din prelucrarea modernă este realizată prin control numeric computerizat (CNC), în care computerele sunt utilizate pentru a controla mișcarea și funcționarea morilor, strungurilor și altor mașini de tăiat. Acest lucru crește eficiența, deoarece mașina CNC funcționează fără personal, reducând astfel costurile cu forța de muncă pentru atelierele de mașini.

Cele trei procese principale de prelucrare sunt clasificate ca strunjire, găurire și frezare. Alte operațiuni care se încadrează în categorii diverse includ modelarea, rindeluirea, alezarea, broșarea și tăierea.

Operațiile de strunjire sunt operațiuni care rotesc piesa de prelucrat ca metodă principală de deplasare a metalului împotriva unealta de tăiere. Strungurile sunt principalele mașini-unelte folosite în strunjire.

Operațiile de frezare sunt operații în care unealta de tăiere se rotește pentru a aduce marginile de tăiere să se sprijine pe piesa de prelucrat. Mașinile de frezat sunt principalele mașini-unelte folosite la frezare.

Operațiile de găurire sunt operațiuni în care se produc sau se rafinează găuri prin punerea în contact cu piesa de prelucrat a unei freze rotative cu muchii tăietoare la extremitatea inferioară. Operațiunile de foraj se fac în primul rând în prese de foraj, dar uneori pe strunguri sau mori.

Operațiile diverse sunt operațiuni care, în mod strict vorbind, pot să nu fie operații de prelucrare prin aceea că nu pot fi operații de producere a deșeurilor, dar aceste operațiuni sunt efectuate la o mașină-uneltă tipică. Lustruirea este un exemplu de operație diverse. Lustruirea nu produce așchii, dar poate fi efectuată la un strung, o moară sau o presă de foraj.

O piesă de prelucrat neterminată care necesită prelucrare va trebui să aibă un material tăiat pentru a crea un produs finit. Un produs finit ar fi o piesă de prelucrat care îndeplinește specificațiile stabilite pentru piesa de prelucrat prin desene inginerești sau schițe. De exemplu, poate fi necesar ca o piesă de prelucrat să aibă un diametru exterior specific. Un strung este o mașină-uneltă care poate fi folosită pentru a crea acel diametru prin rotirea unei piese de prelucrat din metal, astfel încât o unealtă de tăiere să poată tăia metalul, creând o suprafață netedă, rotundă, care se potrivește cu diametrul și finisajul necesar. Un burghiu poate fi folosit pentru a îndepărta metalul în formă de orificiu cilindric. Alte instrumente care pot fi utilizate pentru diferite tipuri de îndepărtare a metalelor sunt mașinile de frezat, ferăstrăile și mașinile de șlefuit. Multe dintre aceste tehnici sunt folosite în prelucrarea lemnului.

Tehnicile avansate de prelucrare includ preciziaPrelucrare CNC, prelucrare cu descărcare electrică (EDM), eroziune electrochimică, tăiere cu laser sau tăiere cu jet de apă pentru a modela piese metalice.

Ca o întreprindere comercială, prelucrarea este în general efectuată într-un atelier de mașini, care constă dintr-una sau mai multe săli de lucru care conțin mașini-unelte majore. Deși un atelier de mașini poate fi o operațiune de sine stătătoare, multe întreprinderi mențin ateliere de mașini interne care sprijină nevoile specializate ale afacerii.

Prelucrarea necesită atenție la multe detalii pentru ca o piesă de prelucrat să îndeplinească specificațiile stabilite în desenele de inginerie sau în planuri. Pe langa problemele evidente legate de dimensiunile corecte, se pune problema obtinerii finisajului corect sau netezirii suprafetei pe piesa de prelucrat. Finisajul inferior găsit pe suprafața prelucrată a unei piese de prelucrat poate fi cauzat de o strângere incorectă, o unealtă terasă sau prezentarea necorespunzătoare a unei scule. Frecvent, această finisare slabă a suprafeței, cunoscută sub numele de zgomot, este evidentă printr-un finisaj ondulat sau neregulat și apariția unor valuri pe suprafețele prelucrate ale piesei de prelucrat.

Prelucrarea este orice proces în care o unealtă de tăiere este utilizată pentru a îndepărta mici așchii de material din piesa de prelucrat (piesa de prelucrat este adesea numită „lucrare”). Pentru a efectua operația, este necesară o mișcare relativă între unealtă și lucru. Această mișcare relativă este realizată în majoritatea operațiunilor de prelucrare prin intermediul unei mișcări primare, numită „viteza de tăiere” și a unei mișcări secundare numită „avans”. Forma sculei și pătrunderea acesteia în suprafața de lucru, combinate cu aceste mișcări, produc forma dorită a suprafeței de lucru rezultată.

Operatii de prelucrare
Există multe tipuri de operații de prelucrare, fiecare dintre acestea fiind capabilă să genereze o anumită geometrie a piesei și textura suprafeței.

La strunjire, o unealtă de tăiere cu o singură muchie de tăiere este utilizată pentru a îndepărta materialul dintr-o piesa de prelucrat rotativă pentru a genera o formă cilindrică. Mișcarea primară este asigurată prin rotirea piesei de prelucrat, iar mișcarea de avans este realizată prin deplasarea lent a sculei de tăiere într-o direcție paralelă cu axa de rotație a piesei de prelucrat.

Găurirea este folosită pentru a crea o gaură rotundă. Se realizează printr-o unealtă rotativă care are de obicei două sau patru muchii de tăiere elicoidale. Scula este introdusă într-o direcție paralelă cu axa sa de rotație în piesa de prelucrat pentru a forma gaura rotundă.

În timpul găuritului, o unealtă cu un singur vârf ascuțit îndoit este avansată într-o gaură făcută grosier într-o piesa de prelucrat care se rotește pentru a mări ușor gaura și a îmbunătăți precizia acesteia. Este o operațiune de finisare fină utilizată în etapele finale ale fabricării produsului.

Alezarea este una dintre operațiunile de dimensionare care îndepărtează o cantitate mică de metal dintr-o gaură deja forată.

La frezare, o unealtă rotativă cu mai multe muchii de tăiere este mișcată lent în raport cu materialul pentru a genera o suprafață plană sau dreaptă. Direcția mișcării de avans este perpendiculară pe axa de rotație a sculei. Viteza de mișcare este asigurată de freza rotativă. Cele două forme de bază de frezare sunt: ​​frezarea periferică și frezarea frontală.

Alte operațiuni de prelucrare convenționale includ modelarea, rindeluirea, broșarea și tăierea. De asemenea, operațiunile de șlefuire și similare abrazive sunt adesea incluse în categoria de prelucrare.

O unealtă de tăiere are una sau mai multe muchii ascuțite și este realizată dintr-un material care este mai dur decât materialul de lucru. Muchia de tăiere servește la separarea așchiilor de materialul de lucru părinte. Legate de muchia de tăiere sunt cele două suprafețe ale instrumentului:

Fața greblă și flancul.
Fața de greblare care direcționează fluxul de așchii nou formate, este orientată la un anumit unghi se numește unghi de greblare „α”. Se măsoară relativ la planul perpendicular pe suprafața de lucru. Unghiul de rake poate fi pozitiv sau negativ. Flancul sculei asigură un spațiu liber între unealtă și suprafața de lucru nou formată, protejând astfel suprafața de abraziune, care ar degrada finisajul. Acest unghi dintre suprafața de lucru și suprafața flancului se numește unghi de relief. Există două tipuri de bază de unelte de tăiere:

Unealtă cu un singur punct și unealtă cu mai multe margini
O unealtă cu un singur punct are o singură muchie așchietoare și este utilizată pentru strunjire, găurire și rindeluire. În timpul prelucrării, vârful sculei pătrunde sub suprafața de lucru originală a piesei de lucru. Punctul este uneori rotunjit la o anumită rază, numită raza nasului.

Uneltele cu muchii de tăiere multiple au mai multe muchii de tăiere și, de obicei, își realizează mișcarea față de piesa de lucru prin rotire. Găurirea și frezarea folosesc unelte rotative cu mai multe margini. Deși formele acestor instrumente sunt diferite de cele cu un singur punct, multe elemente ale geometriei sculei sunt similare.