Obrábění je proces přesného řezání, ohýbání nebo tvarování různých kovových výrobků. Vyrábí přesné díly pro všechna průmyslová odvětví.

Tento článek se zabývá klíčovými procesy obrábění, používanými materiály a důležitostí přesnosti. Probereme také problémy při obrábění a zdůrazníme operace. To zahrnuje frézování, soustružení a povrchovou úpravu.

Co je to obrábění?

Obrábění tvaruje kov odřezáváním materiálu. Zahrnuje nástroje pro frézování, soustružení a vrtání. Tyto nástroje vytvářejí díly s přesnými rozměry, a to i se složitými konstrukcemi. Obrábění zajišťuje, že díly jsou přesné a splňují vysoké standardy.

Dokáže vytvářet vlastní komponenty díky podrobnému ovládání jednotlivých částí. To je výhodné pro zachování integrity a funkčnosti kritických systémů.

Význam obrábění při výrobě kovových dílů

Proces obrábění umožňuje výrobcům vyrábět díly s vysokou přesností. Průmyslová odvětví, která jsou závislá na složitých součástech, mají z obrábění velký prospěch. Patří sem:

• Přesné tvarování
• Komplexní návrhy
• Spolehlivost
• Přizpůsobení

Přesné tvarování

Obrábění umožňuje přesné tvarování kovových dílů. Zajišťuje přesnost a dodržení specifikací.

Komplexní návrhy

Proces obrábění umožňuje vytvářet složité a detailní součásti. Splňuje složité konstrukční požadavky.

Spolehlivost

Obrábění je nezbytné pro odvětví, kde jsou přesné součásti kriticky důležité. Například v leteckém a lékařském průmyslu.

Přizpůsobení

Maching podporuje výrobu zakázkových dílů na míru konkrétním potřebám. Zvyšuje funkčnost a výkonnost.

Výhody používání obráběných kovových dílů

• Konzistence
• Nákladová efektivita
• Snížení množství odpadu
• Rychlý obrat
• Flexibilita materiálů
• Možnosti následného zpracování

Konzistence

Obrábění zajišťuje jednotnost velkých výrobních sérií. To vede ke konzistentní kvalitě každého dílu.

Nákladová efektivita

Obrábění může být z dlouhodobého hlediska nákladově efektivní a může efektivně vyrábět přesné díly. Jeho počáteční nastavení však může být nákladné.

Snížení množství odpadu

Pokročilé techniky obrábění minimalizují plýtvání materiálem. Dokáže přesně odříznout pouze nezbytný materiál.

Rychlý obrat

Obráběním lze rychle vyrobit díly z různých materiálů. To urychluje výrobní proces.

Flexibilita materiálů

Tento proces je schopen pracovat se širokou škálou kovů. To zahrnuje i exotické a vysoce výkonné slitiny.

Možnosti následného zpracování

Umožňuje další dokončovací procesy, jako je leštění nebo lakování. To dále zvyšuje výkon a vzhled.

Typy obráběcích procesů

1. CNC soustružení

Výrobci mohou pomocí CNC soustružení vyrábět přesné válcové díly. Tento proces využívá počítačem řízené soustružnické techniky. To pomáhá při tvarování kovu nebo jiných materiálů do přesných kulatých součástí.

CNC soustružení přináší několik výhod. Zajišťuje vysokou přesnost válcových dílů. Proces vytváří velmi hladké povrchy, čímž se snižují dodatečné dokončovací práce. Automatizace zvyšuje efektivitu a konzistenci pro dosažení jednotné kvality.

2. Vrtání

Výrobci vytvářejí otvory v obrobku pomocí vrtáku technikou vrtání. Tento vrták se otáčí a řeže do materiálu. Tím se vytvoří otvor požadované velikosti a hloubky. Vrtání je nezbytné pro různé výrobní a montážní úlohy.

3. Frézování

CNC frézování používá stroje řízené počítačem. Řeže a tvaruje materiály s vysokou přesností. Tento proces vyniká při zpracování složitých geometrií a úzkých tolerancí.

Frézka CNC se pohybuje po několika osách a odebírá materiál a vytváří detailní díly. Dokáže vytvářet složité tvary a konstrukce, s nimiž by jiné metody mohly mít problémy.

Tento proces zajišťuje přesné rozměry a vysoce kvalitní povrchovou úpravu. Jeho všestrannost umožňuje pracovat s různými materiály a vytvářet jednoduché, detailní prvky.

4. Švýcarské obrábění

Švýcarské obrábění je přesná výrobní metoda. Ta umožňuje výrobcům vyrábět vysoce kvalitní a složité díly. Tato technika využívá posuvný vřeteník a pevné nástroje. Pomáhá přesně vytvářet malé, detailní součásti. Švýcarské obrábění vyniká při velkosériové výrobě, takže je ideální pro průmyslová odvětví. Jeho efektivita a přesnost snižují množství odpadu a zvyšují celkovou produktivitu.

5. Broušení

K broušení se používá brusný kotouč nebo pás. Vyhlazuje a tvaruje součásti. Brusný povrch odstraňuje malé množství materiálu. Tento proces vytváří hladký povrch. Je nezbytný pro doladění rozměrů a kvality povrchu.

6. Soustružení na soustruhu

Soustruhy jsou základními nástroji při obrábění. Od svých prvních konstrukcí prošly významným vývojem a staly se přesnějšími a všestrannějšími. V průběhu historie byla tato zařízení důležitá pro tvarování kovových součástí.

Typy soustružnických operací

Tváří v tvář

Při tomto úkonu se na konci obrobku vyřízne rovná plocha. Odstraňuje přebytečný materiál a připravuje povrch pro další operace.

Soustružení kuželů

Tato technika tvaruje obrobek do kuželového nebo kónického tvaru. Postupně se zmenšuje průměr po celé délce dílu.

Obrysové soustružení

Soustružení kontur vytváří na obrobku zakřivené nebo nepravidelné tvary. Sleduje předem definovaný obrys a vytváří složité profily.

Závitování

Závitování vytváří šroubovité drážky podél povrchu obrobku. Vytváří závity pro šrouby, svorníky a další součásti se závitem.

Aplikace soustružnických operací

Automobilový průmysl

Soustruhy vyrábějí díly pro motory a převodovky. Například hřídele, ozubená kola a zakázkové součásti.

Letectví a kosmonautika

Vyrábí přesné díly pro letadla. Patří mezi ně součásti podvozku a lopatky turbín.

Výroba dílů na zakázku

Soustruhy vytvářejí jedinečné komponenty pro různé aplikace. To zahrnuje prototypy a specializované stroje.

Materiály používané při obrábění

1. Slitiny oceli
2. Slitiny hliníku
3. Nerezová ocel
4. Titan a speciální slitiny

1. Slitiny oceli

Ocelové slitiny mají při obrábění různé vlastnosti. Různé slitiny oceli poskytují různé úrovně obrobitelnosti, pevnosti a ceny. Jsou vhodné pro konkrétní projekty.

Ocel 1215 a 12L14

Oceli 1215 a 12L14 jsou oblíbené pro velkoobjemové obrábění. Nabízejí vynikající obrobitelnost. Tyto nízkouhlíkové slitiny se snadno řežou a tvarují. Snižují opotřebení nástrojů a zvyšují efektivitu výroby.

Ocel 12L14 obsahuje olovo, které ještě více zlepšuje obrobitelnost. Obě oceli jsou cenově výhodné. Běžně se používá k výrobě malých, přesných dílů. Například šrouby, svorníky a kování. Tyto slitiny se volí pro úlohy, které vyžadují hladký povrch a přesnost.

Ocel 4140 a 4130

Ocel 4140 a 4130 je velmi pevná a odolná. Vyrábějí se s obsahem chromu a molybdenu. Tyto slitiny se hůře obrábějí, ale jsou velmi houževnaté.

Ocel 4140 se často používá v leteckém a obranném průmyslu. Je skvělá pro výrobu pevných dílů, jako jsou ozubená kola a hřídele.

Ocel 4130 je lehčí, ale stále pevná. Je vhodná pro výrobu rámů letadel a konstrukčních dílů. Tyto oceli se volí v případech, kdy je důležitá pevnost a spolehlivost.

2. Slitiny hliníku

Hliníkové slitiny poskytují lehké a odolné vlastnosti. Umožňují dokonalé zpracování kovových dílů a nabízejí všestranné vlastnosti. Splňují potřeby několika průmyslových odvětví.

Hliník 7075 a 6061

Hliník 7075 a 6061 jsou velmi oblíbené. Mnoho výrobců je používá v letectví a automobilovém průmyslu.

Hliník 7075 je velmi pevný, stejně jako ocel. Dobře se hodí tam, kde je pevnost klíčová, například v křídlech letadel nebo v dílech automobilů. Je však o něco těžší a stojí více než 6061.

6061 je pevná, lehká a cenově dostupná slitina. Je pružnější a snadněji se obrábí než 7075. V mnoha odvětvích se používá na výrobu automobilových dílů, rámů jízdních kol a leteckých konstrukcí.

3. Nerezová ocel

Nerezová ocel se rychle neopotřebovává. V průběhu času zůstává pevná. Je odolná proti korozi. Používá se v potravinářství, při výrobě lékařských nástrojů a ve stavebnictví. Díky své pevnosti je dobrou volbou.

Třída 303

Nerezová ocel 303 se snadno obrábí. Dobře se řeže a tvaruje. Ve srovnání s jinými typy je méně odolná proti korozi. Spotřebitelé ji používají pro strojní součásti.

Třída 304

Nerezová ocel 304 je běžná a univerzální. Je výborně odolná proti korozi. Několik platforem používá tento kov pro kuchyňské spotřebiče, lékařské nástroje a průmyslová zařízení.

Třída 316

Nerezová ocel 316 nejlépe odolává korozi. Zvládá drsné prostředí, jako je námořní prostředí, aniž by zrezivěla. Používá se v lékařských nástrojích, zařízeních pro zpracování potravin a v chemickém průmyslu.

4. Titan a speciální slitiny

Třídy titanu 5 a 23

Titan má pevné a lehké vlastnosti. Jeho třída 5 se používá v leteckém průmyslu a lékařských implantátech. Třída 23 se používá ve vysoce výkonných lékařských implantátech. Obě třídy dobře odolávají korozi.

Speciální slitiny

• Hastelloy
• Inconel
• Nitronic 60

Hastelloy

Hastelloy je ideální pro drsné a vysokoteplotní podmínky. Zůstává pevný a odolává korozi.

Inconel

Inconel je určen pro extrémní teploty a tlak. Používá se v motorech a vysoce namáhaných dílech.

Nitronic 60

Odolává vysokým teplotám a korozi. Tento kov se používá v lodním a chemickém zařízení.

Přesnost při obrábění

Tolerance a kontrola kvality

Pro spolehlivost a výkonnost dílů jsou rozhodující přísné tolerance. Zajišťují, aby díly správně seděly a fungovaly.

Kontrola souřadnicového měřicího stroje a přesná kontrola rozměrů. Statistická kontrola procesu sleduje proces, aby byla zachována kvalita. Monitorování v průběhu procesu pomáhá včas zachytit problémy.

Povrchová úprava a následné zpracování

Následné zpracování zlepšuje kvalitu povrchu dílů. Leštěním se povrch vyhladí. Eloxování přidává ochrannou vrstvu.

Pokovování dodává dílům dekorativní nebo ochranný povlak. Tepelné zpracování mění vlastnosti materiálu pro lepší výkon.

Dobrá povrchová úprava má vliv na odolnost proti opotřebení, vzhled i na to, jak dobře díl funguje. Správná povrchová úprava zajišťuje dobrou funkčnost a delší životnost dílů.

Výzvy při obrábění kovů

Výběr materiálu

Výběr správného materiálu je velmi důležitý. Tvrdost rozhoduje o tom, jak těžké nebo snadné je obrábění. Obrobitelnost ukazuje, jak dobře lze materiál řezat a tvarovat.

Záleží také na nákladech, protože některé materiály jsou dražší. Pro výběr nejlepšího materiálu pro danou práci je třeba vyvážit tvrdost, obrobitelnost a cenu.

Opotřebení a údržba nástrojů

Opotřebení nástrojů je běžným problémem. Teplo a tření při řezání může způsobit rychlé opotřebení nástrojů. Tvrdost materiálu také ovlivňuje životnost nástroje.

Abyste se vyhnuli opotřebení, pravidelně kontrolujte a servisujte nářadí pomocí preventivní údržby. Povlaky nástrojů mohou snížit tření a opotřebení. Správné mazání pomáhá udržovat nástroje chladné a snižuje opotřebení.

Zpracování složitých geometrií

Obrábění složitých dílů může být náročné. Složitá konstrukce, úzké rohy a tenké stěny jsou náročné na zpracování. Řešením je použití pokročilého softwaru CAD/CAM k plánování a navrhování dílů.

Pětiosé obrábění umožňuje přesné řezání z více úhlů. Pro specifické tvary a prvky lze vyrobit nástroje na zakázku. Tyto techniky pomáhají překonat obtíže při obrábění složitých geometrií.

Závěr:

Podívali jsme se na různé způsoby obrábění kovových dílů a možnosti materiálů. Přesnost a výběr správného materiálu jsou velmi důležité. Výběr správných materiálů a dodržení přísných tolerancí pomáhá vyrábět spolehlivé a kvalitní díly.

Obrábění je v moderní výrobě klíčové. Ovlivňuje mnoho průmyslových odvětví, například letecký průmysl a lékařské přístroje. Jeho přesnost a flexibilita jsou hnací silou pokroku a zajišťují, aby díly dobře fungovaly při různých způsobech použití.