Co jsou obráběné díly a komponenty？

Co jsou obráběné díly?

Obráběné díly jsou součásti, jejichž tvary jsou získávány z materiálů, jako je kov nebo plast, pomocí strojů, včetně fréz, soustruhů a frézek. Nástroje odebírají další materiál, aby měly požadovaný tvar.

Obrábění mohou provádět ruční obráběči nebo digitální obrábění na CNC (počítačově řízených) strojích. Rychlé úlohy vyžadující lidskou přesnost jsou nejvhodnější pro ruční obrábění, zatímco CNC obrábění je vhodné pro složité a opakovatelné tvary.

Díky technikám, jako je frézování a soustružení, CNC obrábění zvýšilo přesnost výroby obráběných dílů a efektivitu. V důsledku toho se obráběné díly staly nepostradatelnými v odvětvích, jako je letecký a automobilový průmysl, kde je přesnost spolehlivosti součástek prvořadá.

Kromě toho se některé konstrukční součásti nejprve odlévají nebo lisují a poté se opracovávají. Tyto díly se někdy označují jako částečně obrobené nebo dodatečně obrobené díly, což poukazuje na všestrannost a význam obrábění v moderních výrobních procesech.

Použití obráběných dílů

Letecký a kosmický průmysl:

• Aplikace: Součásti leteckých motorů, konstrukční prvky draku letadla, podvozky atd.
• Charakteristika odvětví: Vyžaduje extrémně vysokou přesnost a spolehlivost.
• Požadavky na díly: Musí odolávat extrémním teplotám a tlakům a mít vysokou odolnost proti korozi a pevnost.
• Výhody: Přesné obrábění zajišťuje, že komponenty splňují přísné bezpečnostní normy, což zvyšuje bezpečnost a efektivitu letu.

Automobilový průmysl:

• Aplikace: Součásti motoru, převodovky, díly systému zavěšení.
• Charakteristika odvětví: Hromadná výroba s vysokými náklady a požadavky na efektivitu.
• Požadavky na díly: Vysoká trvanlivost, dobrá mechanická pevnost a odolnost proti opotřebení.
• Výhody: Obráběné díly zlepšují výkon vozidla, snižují poruchovost a prodlužují životnost.

Zdravotnický průmysl:

• Aplikace: Chirurgické nástroje, implantabilní zařízení, kloubní náhrady a zubní implantáty.
• Charakteristika odvětví: Extrémně vysoké požadavky na biokompatibilitu a přesnost výrobků.
• Požadavky na díly: Netoxické, biokompatibilní materiály musí být velmi přesné, aby se přizpůsobily složité lidské anatomii.
• Výhody: Přesné obrábění zajišťuje bezpečnost a funkčnost zdravotnických prostředků a zlepšuje výsledky léčby.

Elektronický průmysl:

• Aplikace: Součástky pro počítačový hardware, mobilní zařízení a komunikační zařízení.
• Charakteristika odvětví: Snaha o miniaturizaci a vysokou integraci technologií.
• Požadavky na díly: Extrémně vysoká přesnost a složité miniaturizační konstrukce.
• Výhody: Díky přesnému obrábění jsou elektronická zařízení kompaktnější, účinnější a funkčnější.

Energetický průmysl (např. ropa a plyn):

• Aplikace: Vrtná zařízení, součásti přenosových systémů.
• Charakteristika odvětví: Drsné prostředí s vysokými nároky na spolehlivost a odolnost zařízení.
• Požadavky na díly: Musí odolávat vysokému tlaku, vysokým teplotám a korozivnímu prostředí.
• Výhody: Obráběné díly zvyšují výkonnost a bezpečnost zařízení, snižují náklady na údržbu a prostoje.

Jak navrhovat obráběné díly na zakázku

Aby byly zakázkově obráběné díly funkční a měly dlouhou životnost, je důležité dodržovat některé konstrukční zásady. Pokud jsou použity správné specifikace, lze se vyhnout mechanickým nehodám a součásti mohou bezproblémově zapadat do svých sestav, což snižuje potřebu nákladných úprav a oprav. Tím se také zlepšuje kvalita konečného výrobku podle pokynů norem, což vede k důvěře a všeobecné spokojenosti uživatelů.

Tloušťka stěny

Při práci na obráběných dílech je nutné zmínit, že kovy by měly mít minimální tloušťku stěny 0,8 mm a plasty 1,5 mm. To umožní inženýrské práce při výrobě a používání součásti bez toho, aby se v budoucnu zlomila nebo deformovala. Například hliníkové díly s tloušťkou pod touto radou mohou vibrovat a ohýbat se.

Nedostatečné rozměry

Bez speciálních nástrojů by podříznutí nemělo přesáhnout hloubku přibližně 0,5 mm. Alternativně standardní vybavení umožňuje podřezání do hloubky tří milimetrů. Při navrhování takových konstrukcí, které vyžadují hlubší podřezy, je však nutné počítat s dodatečnými náklady a pravděpodobnými kompromisy, pokud jde o integritu konstrukce.

Dutiny, otvory a závity

Aby se usnadnilo efektivní obrábění a zajistila pevnost materiálu, měly by být podle konstrukčních norem pro dutiny tyto prvky hluboké nejméně 4 mm a ne hlubší než 10 mm. S ohledem na tuto skutečnost je třeba navrhovat také otvory se závitem; proto by měl mít závit hloubku rovnající se doporučenému průměru M6 – 9 mm – pro případ, že by došlo k nějaké situaci, kdy by bylo nutné nést zatížení.

Schody

Měřítko obrábění součástí určuje úrovně rozměrových tolerancí, které konstruktéři těchto součástí tolerují, dokud nedosáhnou nepřijatelných mezí. Tolerance u součástí malého měřítka (do 50 mm) je obvykle ±0,05 mm, zatímco u větších (nad 100 mm) může být vzhledem k chování materiálu při obrábění povolena až ±0,1 mm.

Výstupky

Výstupky obráběných dílů, jako jsou výstupky nebo nástavce, nemají přesahovat více než trojnásobek své základní tloušťky směrem nahoru od povrchů, ke kterým mají být původně připevněny nebo na kterých mají být umístěny. Naopak je třeba zajistit, aby výstupek o základní tloušťce 2 mm nepřesáhl výšku 6 mm, pokud nechceme, aby se jeho struktura oslabila a způsobila prohnutí nebo prasknutí.

Vnitřní poloměry rohů

Vnitřní poloměry rohů mají zásadní význam pro snížení koncentrace napětí v obráběných dílech. U většiny materiálů je doporučený poloměr minimálně 1 mm, ale u tvrdších materiálů, jako je nerezová ocel, může být od 2 mm výše, aby se zabránilo vzniku trhlin v důsledku jejich využití.

Kapsy

Ve většině případů mají kapsy v obrobených dílech maximální hloubku trojnásobku průměru nástroje. Kapsa by neměla překročit tuto hodnotu, pokud je vytvořena nástrojem o průměru 4 mm, aby byl zajištěn účinný odvod třísek a stabilita nástroje.

Hloubka předvrtání

Aby bylo zajištěno správné vytvoření závitu, musí být hloubka předvrtání nejméně jedenapůlkrát větší než průměr závitníku. Vezmeme-li standardní závitník M8 o průměru 6,8 mm, pak by předvrtání mělo být přibližně 10,2 mm, aby bylo umožněno úplné zasunutí bez ovlivnění jeho pevnosti.

Závitové otvory

Závitové otvory na obrobených plochách musí mít určitý minimální vnitřní průměr, aby správně plnily svou funkci. Jinými slovy, závitový otvor M4 by měl být před závitem vyvrtán alespoň 3,3 mm a každý šroub by měl být zatížen alespoň na délku rovnou 8 mm.

Text a písmo

Pro čitelnost po lakování nebo jiných dokončovacích procesech musí být text a nápisy na obráběných dílech vysoké nejméně pět milimetrů; jejich hloubka by však neměla klesnout pod milimetrovou hranici. Ovládací panely strojů jsou obvykle opatřeny vyrytými štítky, které musí zůstat snadno rozeznatelné i v náročných průmyslových podmínkách, kde se používají5.

Povrchová úprava

Povrchová úprava obráběných dílů se liší v závislosti na požadavcích aplikace. Zatímco většina průmyslových aplikací může vyžadovat drsnost (Ra) pouze 1,6 µm, jemnější povrchové úpravy, například u hydraulických ventilů, mohou spadat do rozsahu stanoveného normou ASME B46.1, který činí 0,4 µm.

Materiál obráběných dílů

Výběr materiálů při konstrukci a výrobě strojů je velmi důležitý pro funkčnost, spolehlivost a hospodárnost výrobků. Správné materiály jsou nezbytné pro zachování pevnosti konstrukce, zvýšení produktivity, snížení dopadu na životní prostředí a snížení nákladů, které jsou nezbytné pro úspěch na trhu.

• Kovy: Mezi ně patří především zpracované materiály, jako je ocel (např. uhlíková nebo legovaná ocel), hliník, měď a nerezová ocel. Tyto materiály mají dobré mechanické vlastnosti a lze je snadno zpracovávat.
• Plasty: Současně lze z některých specifických technických plastů, jako je nylon, polykarbonát a PTFE (teflon), vyvinout nenáročné součásti, u nichž není nutná vysoká pevnost.
• Keramika: Na druhou stranu, keramika, jako je karbid křemíku a oxid hlinitý, je drahá na obrábění, ale odolává náročným podmínkám, jako jsou vysoké teploty nebo vysoce abrazivní situace.
• Kompozity: Kompozity z uhlíkových vláken a plastů vyztužených skleněnými vlákny se používají ve specializovaných aplikacích díky vynikajícímu poměru pevnosti a hmotnosti.

Výhody obráběných dílů

Žádné MOQ

Jednou z významných výhod obráběných dílů ve výrobě a designu je, že nemají minimální objednací množství. Tato vlastnost přináší organizacím flexibilitu a umožňuje jim efektivně řídit náklady a zásoby.

Dobré prototypy

Obráběné díly také nabízejí možnost výroby prototypů, což jsou významné faktory při obrábění. Inženýři mohou rychle vytvářet a testovat prototypy, což umožňuje rychlé opakování a vývoj. Tento proces tedy zkracuje dobu potřebnou k tomu, aby se nový výrobek dostal na trh.

Svoboda designu

Obráběné díly mají velkou volnost při navrhování. To proto, že výrobci mohou vytvářet složité tvary a komplikované detaily, což u jiných výrobních metod není možné. Tato vlastnost v konečném důsledku zlepšuje funkčnost i estetiku finálních výrobků.

Kvalita

Z hlediska kvality jsou obráběné díly před svými alternativami. Vyrábějí se s přesností, a proto lze dosáhnout větších tolerancí, než jaké dosahují jejich odlévané nebo kované protějšky. Díky těmto aspektům jsou součásti kvalitnější, což vede k lepšímu výkonu a delší životnosti výrobků pro koncové uživatele.

Předběžné časy

Dodací lhůty pro obráběné díly bývají obecně kratší než u jiných výrobních procesů. Přímá povaha obrábění zajišťuje kratší dobu realizace, protože není třeba forem ani příprav. Taková rychlá reakční schopnost pomáhá společnostem rychle reagovat na požadavky trhu.

Úpravy

Obrábění během výroby umožňuje snadné úpravy součástí. V případě, že jsou změny na dílu nutné, lze je provést rychle, aniž by způsobily delší prostoje nebo byly příliš nákladné. Tato flexibilita proto velmi přispívá ke zdokonalování návrhů výrobků.

Síla

Další výhodou, která nemůže zůstat bez povšimnutí, je pevnost obráběných dílů. Výběr materiálů, včetně kovů a vysokopevnostních plastů, zajišťuje trvanlivost a zároveň odolnost vůči drsným podmínkám a vysokým úrovním namáhání, což je ideální pro kritické aplikace.

Povrchová úprava

A konečně, obráběné díly často poskytují z dobrých důvodů vynikající povrchovou úpravu ve srovnání s jinými výrobními procesy, které se podílejí na jejich výrobě. Protože nástroje používané při obrábění jsou přesné, výsledné povrchy jsou buď připraveny k použití, nebo vyžadují minimální následnou úpravu. Tato vlastnost je důležitá pro díly, které mají vysoké estetické nároky nebo specifické požadavky na výkon.

Techniky a postupy obrábění dílů

Rozmanitost výrobních postupů a metod umožňuje vývojářům a výrobcům zvolit nejvhodnější techniku pro specifické vlastnosti výrobků a vlastnosti materiálů. V důsledku toho tato přizpůsobivost zajišťuje, že obrábění může účinně měnit tvar od jednoduchých forem po složité, stejně jako materiály od měkkých plastů po tvrdé kovy. Proto je zapotřebí obráběcích strojů s flexibilní kapacitou a vysokou přesností pro hromadnou výrobu nebo individuální zakázky, protože jsou připraveny splnit přísné požadavky a proměnlivé nároky.

• Frézování: Při frézování se na CNC frézce vyrábí frézované díly ze základního materiálu. Vyrábí díly s rovným nebo tvarovaným povrchem pomocí různých strojů a řezných nástrojů, jako je mimo jiné čelní frézování, čelní frézování, CNC frézování.
• Otáčení: Při soustružení se soustružené díly vyrábějí tak, že se obrobek otáčí, zatímco fréza odebírá materiál a vytváří válcové tvary. CNC soustružení usnadňuje výrobu závitů na obráběných předmětech, jako jsou hřídele, a také vnějších prvků.
• Vrtání: Při tomto procesu se vrtáky při vrtání otvorů do terčů otáčejí dokola. Tímto způsobem vytvářejí otvory různých velikostí a hloubek na obráběných dílech v různých průmyslových odvětvích.
• Protahování: Zde přicházejí ke slovu protahovače, pokud jde o speciální řezné nástroje, které se používají k přesné výrobě drážek drážek drážek vnitřních složitých tvarů s lepší kvalitou povrchové úpravy ve srovnání s jinými procesy, jako je broušení nebo frézování.
• Broušení: Broušení se provádí pomocí brusných kotoučů, které odebírají materiál, čímž se dosáhne vysoce přesného hladkého povrchu obráběných dílů.
• Elektrojiskrové obrábění (EDM): Tato technika využívá elektrických výbojů k odstranění materiálu ze složitých nebo těžko obrobitelných tvarů.
• Řezání laserem: Při této technice se používá vysoce výkonný laserový paprsek, který přesně taví, odpařuje nebo odfoukává cílové materiály, včetně řezaných kusů plastu nebo kovu.
• Ultrazvukové obrábění: Pro křehké a lámavé materiály, které vyžadují mikroskopické obrábění složitých prvků, musí být použity přísady na bázi suspenze, které obsahují abrazivní suspenzi, aby je ultrazvukové vlny mohly rozkmitat.

Povrchová úprava obráběných dílů

Povrchové úpravy se používají ke zlepšení vzhledu i pracovních vlastností obráběných součástí. Svým pokrytím zabraňují korozi, zvyšují odolnost proti opotřebení a zvyšují tvrdost povrchu. V tomto rozsahu plní laky nejen funkci ochrany dílů, ale také zlepšují jejich vzhled pro viditelné použití.

• Obrobený: povrch obrobku po obrábění je impregnován stopami po nástroji. Proto je tento typ povrchové úpravy levný pro aplikace, kde se nebere v úvahu čistě vizuální hledisko. U některých mechanických dílů poskytuje kluznou schopnost.
• Tryskání korálky: při těchto povrchových úpravách se používají skleněné korálky, které rovnoměrně tryskají vysokou rychlostí a vytvářejí matný nebo saténový povrch. To znamená, že vyznačení odrazivosti povrchu ruší vzhled stop po obrábění, což se provádí z vizuálních i bezpečnostních důvodů.
• eloxování: při eloxování se na hliníkové díly nanáší tenká keramická vrstva, která je tvrdá a nevodivá. Tato metoda minimalizuje tvorbu důlků, opotřebení a korozi a poté lze díl obarvit na libovolnou barvu pro design.
• Práškové lakování: Při práškovém lakování se nanáší volně pohyblivý suchý prášek. Tento prášek se zpravidla vytvrzuje za tepla, aby se vytvořila slupka. Tato povrchová úprava poskytuje mnohem lepší tloušťku a oděruvzdornost. Jedná se tak o ideální povrch pro venkovní použití nebo pro místa s vysokým provozem.
• Pokovování: proces pokovování spočívá ve vytvoření jemné vrstvy jiného kovu na povrchu. Proces legování může zvýšit odolnost proti korozi, tvrdost kamene, vizuální přitažlivost nebo jiné požadované vlastnosti podle použitého kovu.
• Leštění: tento proces zahrnuje buď fyzické, nebo chemické odstranění vrchní vrstvy materiálu. Tato povrchová úprava je ideální pro dekorativní aplikace a díly, které mají nízké tření.

Tolerance u obráběných dílů

Pro správné uložení dílů je nutné dodržet tolerance obráběných dílů. Stanovují meze, v nichž se mohou rozměry dílu lišit. To se ještě zhoršuje v tak přesných situacích, jako je letecký průmysl a lékařské přístroje.

Příkladem mohou být proudové motory, které vyžadují díly s minimálními tolerancemi pro zajištění efektivního provozu a bezpečnosti. Pokud dojde k jakékoli odchylce, může to způsobit selhání motoru. To ukazuje, jak významné jsou přesné tolerance z hlediska spolehlivosti a účinnosti.

Na druhou stranu u zahradního nářadí mohou být tolerance větší, protože se nejedná o kritické aplikace. Tím se sníží náklady na výrobu, ale přesto zůstanou funkční. Volba tolerancí by měla záviset na roli, kterou jednotlivé součásti hrají, a na důsledcích rozměrových odchylek.

Jak outsourcujete obráběné díly？

Při hledání dodavatele pro vaše potřeby obrábění je důležité vzít v úvahu několik faktorů, které zaručují kvalitu vašich dílů. Trh je plný továren na obrábění, ale při jejich výběru se musíte zaměřit na jejich zkušenosti, technologie a výsledky ve výrobě vysoce kvalitních součástí. Informované rozhodnutí vám umožní dosáhnout plánovaných výsledků vašeho projektu.

• Certifications: While ISO certifications are good indicators of a Machining company, they are not the whole story of what a company can do. Such certifications would help in selecting effective machining partners.
• Word of Mouth: Mluvit s jinými hardwarovými společnostmi, které využívají výrobce obráběných dílů, může poskytnout cenné informace o tom, jak postupovat při outsourcingu.
• Informace o poptávce: Pokud vás jejich odpovědi neuspokojí, dvakrát si rozmyslete, než se zavážete.
• Žádost o cenovou nabídku (RfQ): Srovnání nabídek od různých obráběcích firem umožňuje zjistit, která z nich je pro váš projekt nejvýhodnější.
• Návštěva továren: Díky návštěvě výrobních závodů uvidíte, jak se věci dějí, a uvidíte zařízení, která se používají. V některých případech je užitečné najmout si zprostředkovatele, který tyto návštěvy zorganizuje.

Při zajišťování výroby obráběných dílů externím dodavatelem zvažte několik klíčových tipů.

• Dodržujte pokyny DfM: Ujistěte se, že digitální návrhy jsou vyrobitelné, a to tak, že budete důsledně dodržovat pokyny pro návrh pro výrobu, aby v nich nebyly extrémně hluboké otvory nebo tenké stěny, které by mohly způsobit potíže ve výrobním procesu.
• Používejte univerzální standardy: Uvádějte úplné technické výkresy s digitálními soubory, aby nedocházelo k matení lidí. Místo toho používejte univerzální standardy, které mohou vést k nedorozumění.
• NDA: Při podpisu smlouvy o mlčenlivosti zůstávají všechny návrhy důvěrné a nejsou sdíleny nikým jiným.
• Zohledněte dobu přepravy: Zejména pokud pracujete v napjatých termínech, zvažte delší dodací lhůty externě dodávaných dílů.
• Příprava na platbu: U prvních objednávek mohou výrobci požadovat platby předem, zatímco u pozdějších projektů mohou být poskytnuty úvěrové podmínky.