Что такое механически обработанные детали и компоненты?

Руководство по деталям и компонентам, обрабатываемым на станках с ЧПУ, которые играют важную роль в различных отраслях промышленности благодаря своей высокой точности и экономичности. Здесь также рассматриваются совместимые методы обработки, связанные с ними преимущества и факторы проектирования, которые необходимо принимать во внимание. Узнайте о типах материалов, используемых для этих целей, о распространенных способах их применения, а также о том, какой выбор вы можете сделать, чтобы эти изделия были изготовлены с помощью современных передовых технологий ЧПУ.

Оглавление

Что такое обработанные детали?

Обработанные детали — это компоненты, форма которых создается из таких материалов, как металл или пластик, с помощью станков, включая фрезерные, токарные и фрезерные. Инструменты удаляют дополнительный материал, придавая ему нужную форму.

Обработка может выполняться вручную или в цифровом формате на станках с ЧПУ (Computer Numerically Controlled). Быстрые задачи, требующие точности человека, лучше всего подходят для ручной обработки, в то время как обработка с ЧПУ подходит для сложных и повторяющихся форм.

Благодаря таким технологиям, как фрезерование и токарная обработка, обработка с ЧПУ повысила точность изготовления деталей и эффективность. Таким образом, обработанные детали стали незаменимы в таких отраслях, как аэрокосмическая и автомобильная, где точность и надежность компонентов имеют первостепенное значение.

Кроме того, некоторые детали сначала отливаются или формуются, а затем подвергаются механической обработке. Такие детали иногда называют частично обработанными или послеобработанными, что говорит об универсальности и значимости механической обработки в современных производственных процессах.

Применение обработанных деталей

обработанные на станке алюминиевые детали
обработанные на станке алюминиевые детали

Аэрокосмическая промышленность:

  • Области применения: Компоненты авиационных двигателей, конструктивные элементы планера, шасси и т.д.
  • Отраслевые характеристики: Требуется чрезвычайно высокая точность и надежность.
  • Требования к деталям: Должны выдерживать экстремальные температуры и давление, обладать высокой коррозионной стойкостью и прочностью.
  • Преимущества: Прецизионная обработка обеспечивает соответствие компонентов строгим стандартам безопасности, повышая безопасность и эффективность полетов.

Автомобильная промышленность:

  • Области применения: Компоненты двигателя, системы трансмиссии, детали подвески.
  • Характеристика отрасли: Массовое производство с высокими затратами и требованиями к эффективности.
  • Требования к деталям: высокая прочность, хорошая механическая прочность и износостойкость.
  • Преимущества: Обработанные детали улучшают эксплуатационные характеристики автомобиля, снижают количество отказов и продлевают срок службы.

Медицинская промышленность:

  • Области применения: Хирургические инструменты, имплантируемые устройства, замена суставов и зубные имплантаты.
  • Отраслевые характеристики: Чрезвычайно высокие требования к биосовместимости и точности продукции.
  • Требования к деталям: Нетоксичные, биосовместимые материалы должны быть высокоточными, чтобы соответствовать сложным анатомическим формам человека.
  • Преимущества: Прецизионная обработка обеспечивает безопасность и функциональность медицинских приборов, улучшая результаты лечения.

Электронная промышленность:

  • Области применения: Компоненты для компьютерной техники, мобильных устройств и коммуникационного оборудования.
  • Характеристика отрасли: Стремление к миниатюризации и высокой интеграции технологий.
  • Требования к деталям: Чрезвычайно высокая точность и сложные миниатюрные конструкции.
  • Преимущества: Прецизионная обработка делает электронные устройства более компактными, эффективными и функциональными.

Энергетическая промышленность (например, нефть и газ):

  • Области применения: Буровое оборудование, компоненты систем передачи.
  • Характеристика отрасли: Суровые условия эксплуатации с высокими требованиями к надежности и долговечности оборудования.
  • Требования к деталям: Должны выдерживать высокое давление, высокие температуры и коррозионную среду.
  • Преимущества: Обработанные детали повышают производительность и безопасность оборудования, снижая затраты на обслуживание и время простоя.

Как разрабатывать детали, обрабатываемые на заказ

Принципы проектирования обрабатываемых деталей

Чтобы обеспечить функциональность и долговечность обработанных на заказ деталей, важно следовать некоторым принципам проектирования. Если использовать правильные спецификации, можно избежать механических ошибок, а компоненты будут органично вписываться в свои узлы, снижая необходимость в дорогостоящей регулировке и ремонте. Это также повышает качество конечного продукта в соответствии с требованиями стандартов, что приводит к доверию и общей удовлетворенности пользователей.

Толщина стены

При работе над обработанными деталями необходимо отметить, что металлы должны иметь минимальную толщину стенки 0,8 мм, а пластики — 1,5 мм. Это позволит при изготовлении и в дальнейшем использовать деталь без поломок и деформаций. Например, алюминиевые детали с толщиной ниже указанной в рекомендации могут вибрировать и гнуться.

Undercuts

Без специальных инструментов глубина подрезов не должна превышать примерно 0,5 мм. В качестве альтернативы стандартное оборудование позволяет выполнять подрезы глубиной до трех миллиметров. Однако при проектировании таких конструкций, которые требуют более глубоких подрезов, необходимо учитывать дополнительные расходы и возможные компромиссы в отношении целостности конструкции.

Полости, отверстия и резьба

Для облегчения работы инструмента и обеспечения прочности материала стандарты проектирования полостей предполагают, что они должны быть глубиной не менее 4 мм и не более 10 мм. Резьбовые отверстия также должны быть спроектированы с учетом этого; поэтому глубина резьбы должна быть равна рекомендованному диаметру M6 — 9 мм — на случай возникновения ситуации, связанной с нагрузкой.

Лестницы

Масштаб обработки деталей определяет уровни допусков размеров, которые допускаются конструкторами этих деталей до недопустимых пределов. Допуски на мелкие детали (менее 50 мм) обычно составляют ±0,05 мм, а на крупные (более 100 мм) могут быть снижены до ±0,1 мм из-за особенностей поведения материала в процессе обработки.

Выступы

Выступы обрабатываемых деталей, такие как выступы или бобышки, не должны выступать более чем на три толщины вверх от поверхностей, к которым они изначально предназначались для крепления или расположения на них. И наоборот, выступы с базовой толщиной 2 мм не должны превышать 6 мм в высоту, если вы не хотите, чтобы их структура ослабла, вызвав изгиб или заедание.

Радиусы внутренних углов

Внутренние радиусы углов имеют решающее значение для снижения концентрации напряжений в обрабатываемых деталях. Для большинства материалов рекомендуемый радиус составляет не менее 1 мм, но для более прочных материалов, таких как нержавеющая сталь, он может составлять от 2 мм, чтобы предотвратить образование трещин в результате их использования.

Карманы

В большинстве случаев глубина карманов в обрабатываемых деталях не превышает трехкратного диаметра инструмента. Карман не должен превышать эту цифру, если он выполнен инструментом диаметром 4 мм, чтобы обеспечить эффективное удаление стружки и стабильность инструмента.

Предварительное сверление Глубина нарезания резьбы

Чтобы обеспечить правильное формирование резьбы, глубина предварительного сверления должна быть как минимум в полтора раза больше диаметра метчика. Если взять стандартный метчик M8 диаметром 6,8 мм, то предварительное сверление должно составлять примерно 10,2 мм, чтобы обеспечить полное зацепление без ущерба для прочности.

Отверстия с резьбой

Для правильного выполнения своих функций резьбовые отверстия на обработанных поверхностях должны иметь определенный минимальный внутренний диаметр. Другими словами, резьбовое отверстие M4 должно быть просверлено не менее чем на 3,3 мм до нарезания в нем резьбы, а любой винт должен иметь длину не менее 8 мм.

Текст и надписи

Чтобы текст и надписи на обработанных деталях были различимы после покраски или других отделочных процессов, их высота должна составлять не менее пяти миллиметров, но глубина не должна опускаться ниже миллиметровой отметки. На панелях управления станков обычно выгравированы надписи, которые должны оставаться легко различимыми даже в суровых промышленных условиях, где они используются5.

Отделка поверхности

Шероховатость поверхности обрабатываемых деталей зависит от требований конкретного применения. В то время как для большинства промышленных применений может потребоваться значение шероховатости (Ra) не более 1,6 мкм, более тонкая отделка, например, гидравлических клапанов, может укладываться в диапазон, указанный в стандарте ASME B46.1, который составляет 0,4 мкм.

Материал обрабатываемых деталей

обработанные пластиковые детали
обработанные пластиковые детали

Выбор материалов при проектировании и производстве механических изделий очень важен для их функционирования, надежности и экономичности. Правильно подобранные материалы необходимы для поддержания прочности конструкции, повышения производительности, снижения воздействия на окружающую среду и сокращения расходов, что является жизненно важным условием успеха на рынке.

  • Металлы: К ним относятся в основном обработанные материалы, такие как сталь (например, углеродистая или легированная сталь), алюминий, медь и нержавеющая сталь. Эти материалы обладают хорошими механическими свойствами и легко поддаются обработке.
  • Пластмассы: В то же время ненагруженные компоненты могут быть разработаны из некоторых специфических инженерных пластмасс, таких как нейлон, поликарбонат и PTFE (тефлон), где не требуется высокая прочность.
  • Керамика: С другой стороны, керамика, такая как карбид кремния и глинозем, дорога в обработке, но может выдерживать сложные условия, такие как высокие температуры или высокая абразивность.
  • Композиты: Композиты из углеродного волокна и пластика, армированного стекловолокном, используются в специализированных областях благодаря отличному соотношению прочности и веса.

Преимущества обработанных деталей

Нет MOQ

Одно из существенных преимуществ механически обработанных деталей в производстве и проектировании заключается в том, что они не имеют минимального количества заказа. Этот атрибут придает гибкость организациям, позволяя им эффективно управлять затратами и запасами.

Хорошие прототипы

Обработанные детали также предоставляют возможность создания прототипов, что является важным фактором при механической обработке. Инженеры могут быстро создавать и тестировать прототипы, что позволяет ускорить итерации и разработку. Таким образом, этот процесс сокращает время выхода нового продукта на рынок.

Свобода дизайна

Детали, прошедшие механическую обработку, обладают большой свободой проектирования. Это потому, что производители могут создавать сложные формы и замысловатые детали, что невозможно при использовании других методов производства. В конечном итоге эта характеристика улучшает как функциональность, так и эстетику конечных продуктов.

Качество

С точки зрения качества обработанные детали опережают свои альтернативы. Они производятся с высокой точностью; следовательно, можно достичь более жестких допусков, чем у литых или кованых аналогов. Эти аспекты делают компоненты более качественными, что приводит к улучшению производительности и увеличению срока службы конечных продуктов.

Lead Times

Как правило, сроки изготовления деталей, прошедших механическую обработку, короче, чем при других производственных процессах. Прямой характер механической обработки обеспечивает более быстрое время выполнения заказа, поскольку нет необходимости в пресс-формах или установках. Такие возможности быстрого реагирования помогают компаниям оперативно реагировать на запросы рынка.

Переделки

В процессе производства обработка позволяет легко вносить изменения в детали. Если возникает необходимость внести изменения в деталь, они могут быть выполнены оперативно, не вызывая длительных простоев и не будучи слишком дорогими. Таким образом, подобная гибкость способствует совершенствованию дизайна изделий.

Прочность

Прочность обработанных деталей — еще одно преимущество, которое не может остаться незамеченным для этих изделий. Выбор материалов, включая металлы и высокопрочные пластмассы, обеспечивает долговечность и устойчивость к суровым условиям и высоким уровням напряжения, что делает их идеальными для критически важных применений.

Отделка поверхности

Наконец, обработанные детали часто обеспечивают превосходную отделку поверхности по сравнению с любыми другими производственными процессами, участвующими в их изготовлении, и на то есть веские причины. Поскольку инструменты, используемые при обработке, точны, получаемые поверхности либо готовы к использованию, либо требуют минимальной последующей обработки. Этот атрибут важен для деталей с высокими эстетическими стандартами или специфическими требованиями к производительности.

Методы и процессы обработки деталей

прецизионные детали, обработанные на станке с ЧПУ
прецизионные детали, обработанные на станке с ЧПУ

Разнообразие производственных процессов и методов позволяет разработчикам и производителям выбирать наиболее подходящую технику с учетом особенностей изделий и свойств материалов. Соответственно, такая адаптивность обеспечивает эффективное изменение формы изделий — от простых до сложных, а также материалов — от мягких пластмасс до твердых металлов. Поэтому для массового производства или индивидуальных заказов необходимы станки с гибкой производительностью и высокой точностью, готовые удовлетворить жесткие требования и переменчивые запросы.

  • Фрезерование: При фрезеровании фрезерный станок с ЧПУ производит фрезерованные детали из исходного материала. Он изготавливает детали с плоскими или контурными поверхностями, используя различные станки и режущие инструменты, такие как торцевое фрезерование, концевое фрезерование, фрезерование с ЧПУ и другие.
  • Токарная обработка: При токарной обработке точеные детали получаются при вращении заготовки, в то время как резец снимает материал для получения цилиндрических форм. Токарная обработка с ЧПУ позволяет делать резьбу на обрабатываемых объектах, таких как валы, а также внешние элементы.
  • Сверление: В процессе сверления отверстия становятся круглыми. Таким образом, они создают отверстия различных размеров и глубины на обрабатываемых деталях в различных отраслях промышленности.
  • Протягивание: здесь на помощь приходят специальные режущие инструменты, которые используются для точного изготовления шпоночных пазов, шлицев и внутренних деталей сложной формы с улучшенным качеством обработки по сравнению с другими процессами, такими как шлифование или фрезерование.
  • Шлифование: Шлифование осуществляется с помощью абразивных кругов, которые удаляют материал, что приводит к высокоточной гладкой обработке обработанных деталей.
  • Обработка электрическим разрядом (EDM): Эта технология использует электрические разряды для удаления материала со сложных или труднообрабатываемых форм.
  • Лазерная резка: Мощный лазерный луч используется в этой технике для точного плавления, испарения или выдувания целевых материалов, включая пластиковые или металлические детали, которые подвергаются резке.
  • Ультразвуковая обработка: Для хрупких, ломких материалов, требующих микроскопической обработки сложных деталей, необходимо использовать ингредиенты на основе абразивной суспензии, чтобы ультразвуковые волны могли их вибрировать.

Отделка поверхности обработанных деталей

обработка деталей с ЧПУ обработка поверхности
обработка деталей с ЧПУ обработка поверхности

Поверхностные покрытия используются для улучшения внешнего вида и рабочих характеристик обработанных деталей. Они предотвращают коррозию благодаря своему покрытию, повышают износостойкость и твердость поверхности. Таким образом, лаки выполняют не только функцию защиты деталей, но и улучшают их внешний вид для видимого использования.

  • Обработанная: поверхность заготовки после обработки пропитана следами от инструмента. Поэтому этот тип отделки недорог для применения в тех случаях, когда не учитывается чисто визуальный аспект. Она обеспечивает скольжение некоторых механических деталей.
  • Дробеструйная обработка: при такой отделке стеклянные шарики равномерно распыляются на высокой скорости и создают матовую или сатинированную поверхность. Это делается для того, чтобы снизить отражательную способность поверхности и свести на нет следы обработки, что делается как по визуальным соображениям, так и в целях безопасности.
  • Анодирование: анодирование — это процесс нанесения тонкого керамического слоя, который является твердым и непроводящим, на алюминиевые детали. Этот метод минимизирует появление точечных повреждений, износ и коррозию, а затем деталь можно окрасить в любой цвет для дизайна.
  • Порошковое покрытие: В процессе нанесения порошкового покрытия используется свободно движущийся сухой порошок. Этот порошок обычно отверждается при нагревании, образуя кожу. Такая отделка обеспечивает лучшую толщину и износостойкость. Таким образом, это идеальная поверхность для использования на открытом воздухе или в местах с высокой проходимостью.
  • Легирование: процесс легирования заключается в образовании на поверхности тонкого слоя другого металла. Процесс легирования может повысить коррозионную стойкость, твердость камня, визуальную привлекательность или любые другие желаемые свойства в зависимости от используемого металла.
  • Полировка: этот процесс предполагает физическое или химическое удаление верхнего слоя материала. Такая отделка идеально подходит для декоративного применения и деталей, подверженных незначительному трению.

Допуски в обрабатываемых деталях

Для правильной установки деталей необходимо соблюдать допуски на обработанные детали. Они устанавливают пределы, в которых могут изменяться размеры детали. Это становится еще хуже в таких точных ситуациях, как аэрокосмическая промышленность и медицинское оборудование.

Примером могут служить реактивные двигатели, в которых для обеспечения эффективной работы и безопасности требуются детали с минимальными допусками. Любое отклонение может привести к поломке двигателя. Это показывает, насколько важны точные допуски с точки зрения надежности и эффективности.

С другой стороны, садовые инструменты могут иметь более широкие допуски, поскольку они не являются критически важными. Это позволит снизить стоимость производства, но при этом сохранить их функциональность. Выбор допусков должен основываться на роли, которую играет каждый компонент, и на последствиях отклонений размеров.

Рычаг допускаДиапазон габаритных размеров
Технические характеристики<<3 &>0.5<<6 &>3<<30 &>6<<120 &>30<<400 &>120<<1000 &>400<<2000 &>1000
F±0.05±0.05±0.1±0.15±0.2±0.3±0.5
M±0.1±0.1±0.2±0.3±0.5±0.8±1.2
C±0.2±0.3±0.5±0.8±1.2±2±3
V±0.5±1±1.5±2.5±4±6

Как вы передаете на аутсорсинг обработанные детали?

При поиске поставщика для механической обработки важно учитывать несколько факторов, гарантирующих качество деталей. На рынке представлено множество заводов по обработке, но при выборе одного из них необходимо обратить внимание на его опыт, технологии и послужной список в производстве высококачественных деталей. Принятие взвешенного решения позволит вам достичь запланированных результатов вашего проекта.

  • Сертификаты: Хотя сертификаты ISO являются хорошим показателем компании, занимающейся механической обработкой, они не дают полного представления о том, на что способна компания. Такие сертификаты помогут выбрать эффективных партнеров по механической обработке.
  • Слухи из уст в уста: Общение с другими компаниями, которые используют услуги производителей деталей с механической обработкой, может дать ценную информацию о том, как использовать аутсорсинг.
  • Требуйте информацию: Производителям нужно задавать много вопросов, и если их ответы вас не удовлетворяют, подумайте дважды, прежде чем брать на себя обязательства.
  • Запрос котировок (RfQ): Сравнение котировок различных компаний, занимающихся механической обработкой, позволяет найти наиболее экономически эффективную из них для вашего проекта.
  • Посетите заводы: Посещение заводов производителей позволит вам увидеть, как все происходит, и какое оборудование они используют. В некоторых случаях полезно нанять агента для организации таких визитов.

При организации производства механически обработанных деталей на условиях аутсорсинга учитывайте несколько ключевых советов.

  • Соблюдайте рекомендации DfM: Убедитесь, что цифровые конструкции пригодны для производства, строго следуя рекомендациям по проектированию для производства, чтобы не было очень глубоких отверстий или тонких стенок, которые могут вызвать трудности в процессе производства.
  • Используйте универсальные стандарты: Чтобы не вводить людей в заблуждение, передавайте полные технические чертежи вместе с цифровыми файлами. Вместо этого используйте универсальные стандарты, которые могут привести к недопониманию.
  • NDA: При подписании соглашения о неразглашении все проекты остаются конфиденциальными и не передаются никому другому.
  • Учитывайте время доставки: Особенно если вы работаете в сжатые сроки, учитывайте более длительные сроки доставки деталей, переданных на аутсорсинг.
  • Подготовьтесь к оплате: Для первых заказов производители могут потребовать предоплату, а для последующих проектов могут быть предоставлены кредитные условия.

ChansMachining

.

Прототипирование и изготовление деталей с ЧПУ по требованию с индивидуальной отделкой и малосерийным производством.

Поделитесь этой статьей со своими друзьями.

Получите помощь или цитату прямо сейчас

.

Добавьте текст заголовка сюда