Ce sunt piesele și componentele prelucrate？

Ce sunt piesele prelucrate?

Piesele prelucrate sunt componente ale căror forme sunt obținute din materiale precum metalul sau plasticul cu ajutorul mașinilor, inclusiv freze, strunguri și freze de frezat. Uneltele îndepărtează materialul suplimentar pentru a da forma dorită.

Prelucrarea poate fi efectuată manual sau digital, cu ajutorul mașinilor CNC (Computer Numerically Controlled). Sarcinile rapide care necesită precizie umană sunt mai potrivite pentru prelucrarea manuală, în timp ce prelucrarea CNC este potrivită pentru forme complexe și repetabile.

În consecință, cu ajutorul unor tehnici precum frezarea și strunjirea, prelucrarea CNC a îmbunătățit precizia în fabricarea componentelor prelucrate și a sporit eficiența. În consecință, piesele prelucrate au devenit indispensabile în sectoare precum cel aerospațial și cel auto, unde fiabilitatea exactă a componentelor este esențială.

În plus, unele componente tehnice sunt mai întâi turnate sau turnate și apoi prelucrate pentru a le completa. Aceste piese sunt uneori denumite piese parțial prelucrate sau piese prelucrate ulterior, ceea ce indică versatilitatea și importanța prelucrării mecanice în procesele moderne de fabricație.

Aplicațiile pieselor prelucrate

Industria aerospațială:

• Aplicații: Componente ale motoarelor aeronavelor, elemente structurale ale fuselajului, trenuri de aterizare etc.
• Caracteristici industriale: Necesită precizie și fiabilitate extrem de ridicate.
• Cerințe pentru piese: Trebuie să reziste la temperaturi și presiuni extreme și să aibă rezistență ridicată la coroziune și rezistență.
• Avantaje: Prelucrarea de precizie asigură faptul că componentele respectă standardele stricte de siguranță, sporind siguranța și eficiența zborurilor.

Industria auto:

• Aplicații: Componente ale motorului, sisteme de transmisie, piese ale sistemului de suspensie.
• Caracteristicile industriei: Producție în masă cu costuri ridicate și cerințe de eficiență.
• Cerințe pentru piese: durabilitate ridicată, rezistență mecanică bună și rezistență la uzură.
• Avantaje: Piesele prelucrate îmbunătățesc performanțele vehiculelor, reduc rata defecțiunilor și prelungesc durata de viață.

Industria medicală:

• Aplicații: Instrumente chirurgicale, dispozitive implantabile, înlocuiri articulare și implanturi dentare.
• Caracteristici industriale: Cerințe extrem de ridicate pentru biocompatibilitatea și precizia produselor.
• Cerințe pentru piese: Materialele non-toxice, biocompatibile trebuie să fie extrem de precise pentru a se potrivi anatomiilor umane complexe.
• Avantaje: Prelucrarea de precizie asigură siguranța și funcționalitatea dispozitivelor medicale, îmbunătățind rezultatele tratamentului.

Industria electronică:

• Aplicații: Componente pentru hardware de calculator, dispozitive mobile și echipamente de comunicații.
• Caracteristicile industriei: Căutarea miniaturizării și a unei integrări ridicate a tehnologiei.
• Cerințe pentru piese: Precizie extrem de ridicată și proiecte complexe de miniaturizare.
• Avantaje: Prelucrarea de precizie face ca dispozitivele electronice să fie mai compacte, mai eficiente și mai funcționale.

Industria energetică (cum ar fi petrolul și gazele):

• Aplicații: Echipamente de foraj, componente ale sistemelor de transmisie.
• Caracteristici industriale: Medii dure cu cerințe ridicate privind fiabilitatea și durabilitatea echipamentelor.
• Cerințe pentru piese: Trebuie să reziste la presiune ridicată, temperaturi ridicate și medii corozive.
• Avantaje: Piesele prelucrate sporesc performanța și siguranța echipamentelor, reducând costurile de întreținere și timpii morți.

Cum să proiectați piese prelucrate la comandă

Pentru a se asigura că piesele prelucrate la comandă sunt funcționale și durabile, este important să se respecte anumite principii de proiectare. Dacă sunt utilizate specificațiile corecte, pot fi evitate accidentele mecanice, iar componentele se pot integra perfect în ansamblurile lor, reducând astfel nevoia de ajustări și reparații costisitoare. Acest lucru îmbunătățește, de asemenea, calitatea produsului final în conformitate cu orientările standardelor, conducând la încredere și satisfacție generală în rândul utilizatorilor.

Grosimea peretelui

În timp ce lucrăm la piese prelucrate, este necesar să menționăm că metalele ar trebui să aibă o grosime minimă a peretelui de 0,8 mm, iar materialele plastice – 1,5 mm. Acest lucru va permite ingineria în timpul fabricației și utilizarea componentei fără rupere sau deformare în viitor. De exemplu, piesele din aluminiu cu grosimi sub acest sfat pot vibra și se pot îndoi.

Tăieturi subterane

Fără unelte speciale, decupajele nu trebuie să depășească o adâncime de aproximativ 0,5 mm. Alternativ, echipamentul standard permite o adâncitură de trei milimetri. Cu toate acestea, atunci când se proiectează astfel de modele care necesită adâncituri mai adânci, este necesar să se țină seama de un cost suplimentar și de compromisuri probabile în ceea ce privește integritatea structurală.

Cavități, găuri și filete

Pentru a facilita utilizarea eficientă a sculelor și pentru a asigura rezistența materialului, standardele de proiectare pentru cavități sugerează că aceste caracteristici nu trebuie să aibă o adâncime mai mică de 4 mm și nici mai mare de 10 mm. Găurile filetate trebuie, de asemenea, proiectate ținând cont de acest lucru; prin urmare, filetul trebuie să aibă o adâncime egală cu diametrul recomandat M6 – 9 mm – în cazul în care apare vreo situație de încărcare.

Scări

Scara de prelucrare a componentelor determină nivelurile de toleranță dimensională tolerate de proiectanții acestor componente până când acestea devin limite inacceptabile. Toleranța componentelor de mici dimensiuni (sub 50 mm) este de obicei de ±0,05 mm, în timp ce toleranța componentelor mai mari (peste 100 mm) poate fi relaxată până la ±0,1 mm datorită comportamentului materialului în timpul proceselor de prelucrare.

Protuberanțe

Proeminențele pieselor prelucrate, cum ar fi filele sau proeminențele, nu trebuie să se extindă mai mult de trei ori grosimea lor de bază în sus față de suprafețele pe care trebuiau inițial să fie fixate sau amplasate deasupra lor. În mod opus, trebuie să se asigure că o proeminență cu o grosime de bază de 2 mm nu depășește 6 mm înălțime dacă nu se dorește ca structura sa să slăbească, provocând deformarea sau ruperea.

Rami interioare ale colțurilor

Colțurile razei interne sunt cruciale pentru reducerea concentrării de tensiuni a pieselor prelucrate. Pentru majoritatea materialelor, raza recomandată este de minimum 1 mm, dar pentru cele mai rezistente, cum ar fi oțelul inoxidabil, ar putea fi de la 2 mm în sus pentru a preveni fisurarea datorată utilizării acestora.

Buzunare

În majoritatea cazurilor, buzunarele din piesele prelucrate au o adâncime maximă de trei ori diametrul sculei. Un buzunar nu trebuie să depășească această cifră dacă este realizat cu o sculă cu diametrul de 4 mm, pentru a asigura îndepărtarea eficientă a așchiilor și stabilitatea sculei.

Adâncime de găurire prealabilă

Pentru a asigura formarea corectă a filetului, adâncimea de găurire prealabilă trebuie să fie de cel puțin o dată și jumătate mai mare decât diametrul robinetului. Dacă luăm robinetul standard M8 cu diametrul de 6,8 mm, atunci preforarea ar trebui să fie de aproximativ 10,2 mm pentru a permite angajarea completă fără a afecta rezistența acestuia.

Găuri filetate

Găurile filetate de pe suprafețele prelucrate trebuie să aibă un anumit diametru intern minim pentru a-și îndeplini funcțiile în mod corespunzător. Cu alte cuvinte, o gaură filetată M4 trebuie să fie găurită cu cel puțin 3,3 mm înainte de a fi filetată, iar orice șurub încărcat pe ea trebuie să aibă cel puțin o lungime egală cu 8 mm.

Text și litere

Pentru a fi lizibile după vopsire sau alte procese de finisare, textul și literele de pe piesele prelucrate trebuie să aibă o înălțime de cel puțin cinci milimetri; cu toate acestea, adâncimea lor nu trebuie să coboare sub marca milimetrică. Panourile de comandă ale mașinilor prezintă de obicei etichete gravate care trebuie să rămână ușor de distins chiar și în condițiile industriale dificile în care sunt utilizate5.

Finisaj de suprafață

Finisajele suprafețelor pieselor prelucrate diferă în funcție de cerințele aplicației. În timp ce majoritatea aplicațiilor industriale pot necesita doar o valoare a rugozității (Ra) de 1,6 µm, finisajele mai fine, cum ar fi cele ale supapelor hidraulice, se pot încadra în intervalul specificat de ASME B46.1, care este de 0,4 µm.

Materialul pieselor prelucrate

Alegerea materialelor în proiectarea și producția mecanică este foarte importantă pentru funcționarea, fiabilitatea și economia produselor. Materialele potrivite sunt necesare pentru menținerea rezistenței structurii, îmbunătățirea productivității, reducerea impactului asupra mediului și reducerea costurilor, care sunt vitale pentru succesul pe piață.

• Metale: Acestea includ în principal materiale prelucrate precum oțelul (de exemplu, oțel carbon sau oțel aliat), aluminiul, cuprul și oțelul inoxidabil. Aceste materiale au proprietăți mecanice bune și pot fi ușor prelucrate.
• Materiale plastice: În același timp, componentele fără sarcină pot fi dezvoltate din anumite materiale plastice tehnice specifice, precum nailon, policarbonat și PTFE (teflon), în cazul în care nu este necesară o rezistență ridicată.
• Ceramică: Pe de altă parte, materialele ceramice, cum ar fi carbura de siliciu și alumina, sunt scumpe la prelucrare, dar pot rezista la condiții dificile, cum ar fi temperaturi ridicate sau situații foarte abrazive.
• Compozite: Compozitele din fibră de carbon și compozitele din plastic ranforsat cu fibră de sticlă sunt utilizate în aplicații specializate datorită raportului excelent rezistență/greutate.

Avantajele pieselor prelucrate

Nu MOQ

Unul dintre avantajele semnificative ale pieselor prelucrate în producție și proiectare este că acestea nu au o cantitate minimă de comandă. Acest atribut aduce flexibilitate organizațiilor, permițându-le să își gestioneze eficient costurile și stocurile.

Prototipuri bune

Piesele prelucrate oferă, de asemenea, capacități de prototipare, care sunt factori semnificativi în prelucrare. Inginerii pot construi și testa prototipuri rapid, permițând iterația și dezvoltarea rapidă. Prin urmare, acest proces reduce timpul necesar pentru ca un produs nou să ajungă pe piață.

Libertatea de proiectare

Piesele prelucrate au o libertate de proiectare excelentă. Acest lucru se datorează faptului că producătorii pot genera forme complexe și detalii complicate, care nu sunt posibile cu alte metode de fabricație. În cele din urmă, această caracteristică îmbunătățește atât funcționalitatea, cât și estetica produselor finale.

Calitate

În ceea ce privește calitatea, piesele prelucrate sunt mai bune decât alternativele lor. Acestea sunt produse cu precizie; prin urmare, se pot obține toleranțe mai strânse decât cele pe care le-ar atinge piesele turnate sau forjate. Aceste aspecte fac ca componentele să fie de o calitate superioară, ceea ce duce la performanțe mai bune și la o durată de viață mai lungă a produselor destinate utilizatorilor finali.

Timpii de plumb

În general, termenele de execuție pentru piesele prelucrate tind să fie mai scurte decât cele pentru alte procese de producție. Natura directă a prelucrării mecanice asigură termene de execuție mai rapide, deoarece nu este nevoie de matrițe sau setări. Aceste capacități de reacție rapidă ajută companiile să răspundă prompt cererilor pieței.

Modificări

În timpul producției, prelucrarea permite modificarea ușoară a componentelor. În cazul în care devin necesare modificări ale unei piese, acestea pot fi executate prompt, fără a cauza timpi morți mai lungi sau fără a fi prea costisitoare. Prin urmare, o astfel de flexibilitate contribuie în mare măsură la perfecționarea proiectelor de produse.

Putere

Rezistența din cadrul pieselor prelucrate este un alt avantaj care nu poate trece neobservat de aceste articole. Alegerea materialelor, inclusiv a metalelor și a materialelor plastice de înaltă rezistență, asigură durabilitatea și rezistența la condiții dificile și la niveluri ridicate de stres, ceea ce le face ideale pentru aplicații critice.

Finisaj de suprafață

În cele din urmă, piesele prelucrate oferă adesea, din motive întemeiate, finisaje de suprafață superioare în comparație cu orice alt proces de fabricație implicat în realizarea lor. Deoarece uneltele utilizate la prelucrare sunt precise, suprafețele rezultate sunt fie gata de utilizare, fie necesită o postprocesare minimă. Acest atribut este important pentru piesele care au standarde estetice ridicate sau cerințe de performanță specifice.

Tehnicile și procesele de prelucrare a pieselor

Varietatea proceselor și metodelor de fabricație permite dezvoltatorilor și producătorilor să selecteze cea mai adecvată tehnică pentru caracteristicile specifice ale produselor și proprietățile materialelor. În consecință, o astfel de adaptabilitate asigură că prelucrarea poate schimba în mod eficient formele, de la cele simple la cele complexe, precum și materialele, de la materiale plastice moi la metale dure. Prin urmare, există o nevoie de mașini-unelte cu capacități flexibile și precizie ridicată pentru producția de masă sau pentru comenzi individuale, deoarece acestea sunt pregătite să îndeplinească cerințe stricte și cerințe variabile.

• Frezare: La frezare, moara CNC produce piese frezate din materialul de bază. Aceasta produce piese cu suprafețe plane sau conturate folosind diferite mașini și unelte de tăiere, cum ar fi frezarea frontală, frezarea finală, frezarea CNC și altele.
• Strunjire: La strunjire, piesele strunjite sunt produse pe măsură ce piesa de prelucrat se rotește în timp ce o freză îndepărtează materialul pentru a produce forme cilindrice. Turnarea CNC facilitează realizarea de filete pe obiecte prelucrate, cum ar fi arbori, precum și caracteristici externe.
• Găurire: În timpul acestui proces, burghiile se rotunjesc în timp ce fac găuri în țintele lor. Astfel, acestea creează găuri de dimensiuni și adâncimi variate pe piesele prelucrate din toate industriile.
• Broșare: Aici intervin broșele, atunci când vine vorba de unelte de tăiere speciale care sunt utilizate pentru a produce cu precizie chei și caneluri, forme interne complicate, având o calitate îmbunătățită a finisajului în comparație cu alte procese, cum ar fi operațiunile de rectificare sau frezare.
• Rectificare: Rectificarea se face cu ajutorul discurilor abrazive, care îndepărtează materialul, rezultând o finisare netedă de înaltă precizie a pieselor prelucrate.
• Prelucrarea prin descărcare electrică (EDM): Această tehnică utilizează descărcări electrice pentru a îndepărta materialul din forme complexe sau greu de prelucrat.
• Tăierea cu laser: O rază laser de mare putere este utilizată în această tehnică pentru topirea, vaporizarea sau suflarea cu precizie a materialelor țintă, inclusiv a pieselor din plastic sau metal care sunt tăiate.
• Prelucrarea cu ultrasunete: Pentru materialele fragile, fragile care necesită prelucrarea unor caracteristici complicate, la microscop, ingredientele care ar trebui utilizate trebuie să fie cele pe bază de suspensie care implică suspensie abrazivă, astfel încât undele ultrasonice să le poată vibra.

Finisaje de suprafață ale pieselor prelucrate

Finisajele de suprafață sunt utilizate pentru a îmbunătăți atât aspectul, cât și performanțele de lucru ale componentelor prelucrate. Ele previn coroziunea prin acoperirea lor, sporesc rezistența la uzură și măresc duritatea suprafeței. În această măsură, lacurile nu au doar rolul de a proteja piesele, ci și de a le îmbunătăți aspectul pentru utilizări vizibile.

• Așa cum a fost prelucrat: finisajul suprafeței unei piese de prelucrat după prelucrare este impregnat cu urme de scule. Prin urmare, acest tip de finisaj este necostisitor pentru aplicațiile în care nu este luat în considerare aspectul pur vizual. Oferă o capacitate de alunecare pentru unele piese mecanice.
• Sablat cu margele: aceste finisaje utilizează margele de sticlă pentru a sabla uniform la viteză mare și a produce o suprafață mată sau satinată. Este vorba despre faptul că marcarea în jos a reflectivității suprafeței anulează aspectul urmelor de prelucrare, ceea ce se face atât din motive vizuale, cât și de siguranță.
• Anodizat: anodizarea utilizează un proces de aplicare a unui strat subțire de ceramică, care este dur și neconductor, peste piesele din aluminiu. Această metodă va minimiza pittingul, uzura și coroziunea, iar apoi piesa poate fi vopsită în orice culoare pentru design.
• Acoperire cu pulbere: În procesele de acoperire cu pulbere se aplică o pulbere uscată, care se mișcă liber. Această pulbere este în general polimerizată la căldură pentru a forma o piele. Acest finisaj oferă o grosime și o abraziune mult mai bune. În acest fel, este o suprafață perfectă pentru utilizarea în exterior sau în zone cu trafic intens.
• Placare: procesul de placare constă în formarea unui strat fin de alt metal pe suprafață. Procesul de aliere poate crește rezistența la coroziune, duritatea rocilor, aspectul vizual sau orice alte proprietăți dorite în funcție de metalul utilizat.
• Șlefuire: acest proces implică îndepărtarea fizică sau chimică a stratului superior din material. Acest finisaj este ideal pentru aplicațiile decorative și pentru piesele care sunt ușor de frecat.

Toleranțele în piesele prelucrate

Este necesar să se mențină toleranțele pieselor prelucrate pentru a ajusta corect piesele. Acestea stabilesc limitele în care poate varia dimensiunea unei piese. Acest lucru se înrăutățește și mai mult în situații atât de precise precum industria aerospațială și dispozitivele medicale.

Un exemplu ar fi motoarele cu reacție care necesită piese cu toleranțe minime pentru a asigura funcționarea eficientă și siguranța. În cazul în care apare o abatere, aceasta poate cauza defectarea motorului. Acest lucru arată cât de importante sunt toleranțele exacte în ceea ce privește fiabilitatea și eficiența.

Pe de altă parte, uneltele de grădină pot avea toleranțe mai mari, deoarece nu sunt aplicații critice. Acest lucru va reduce costul de producție, dar le va menține funcționale. Alegerea toleranțelor trebuie să se bazeze pe rolul jucat de fiecare componentă și pe implicațiile abaterilor dimensionale.

Cum externalizați piesele prelucrate？

În căutarea unui furnizor pentru nevoile dvs. de prelucrare, este important să luați în considerare mai mulți factori care garantează calitatea pieselor dvs. Piața este plină de fabrici de prelucrare, dar atunci când alegeți una, trebuie să analizați experiența, tehnologia și palmaresul acestora în ceea ce privește fabricarea de componente de înaltă calitate. Luarea unei decizii în cunoștință de cauză vă va permite să obțineți rezultatele preconizate ale proiectului dumneavoastră.

• Certificări: În timp ce certificările ISO sunt indicatori buni ai unei companii de prelucrare, acestea nu reprezintă întreaga poveste a ceea ce poate face o companie. Astfel de certificări ar ajuta la selectarea unor parteneri de prelucrare eficienți.
• Vorba din gură: Discuțiile cu alte companii de hardware care utilizează producători de piese prelucrate pot oferi informații valoroase cu privire la modul de externalizare.
• Informații privind cererea: Producătorilor trebuie să li se pună multe întrebări, iar dacă răspunsurile lor nu vă satisfac, gândiți-vă de două ori înainte de a vă angaja.
• Cerere de oferte de preț (RfQ): Compararea ofertelor de la diferite companii de prelucrare permite găsirea celei mai rentabile dintre acestea pentru proiectul dumneavoastră.
• Vizitați fabricile: Vizitarea fabricilor producătorilor vă permite să vedeți lucrurile așa cum se întâmplă și echipamentele pe care le folosesc. Angajarea unui agent pentru a organiza aceste vizite va fi utilă în unele cazuri.

Atunci când organizați fabricarea de piese prelucrate externalizate, luați în considerare câteva sfaturi cheie.

• Aderarea la orientările DfM: Asigurați-vă că proiectele digitale pot fi fabricate urmând îndeaproape liniile directoare privind proiectarea pentru fabricație, astfel încât să nu existe găuri extrem de adânci sau pereți subțiri care ar putea cauza dificultăți în procesul de fabricație.
• Utilizați standarde universale: Furnizați desene tehnice complete cu fișiere digitale pentru a evita confuzia. Utilizați în schimb standarde universale, care pot duce la o comunicare greșită.
• NDA: La semnarea acordurilor de confidențialitate, toate proiectele rămân confidențiale și nu sunt împărtășite de nimeni altcineva.
• Luați în considerare timpii de livrare: Mai ales dacă lucrați cu termene limită strânse, luați în considerare termenele de livrare mai lungi pentru piesele externalizate
• Pregătiți-vă pentru plată: Pentru primele comenzi, producătorii pot solicita plăți în avans, în timp ce pentru proiectele ulterioare ar putea fi oferite condiții de credit.