Čo sú obrobené diely a komponenty？

Čo sú strojovo opracované diely?

Obrábané diely sú komponenty, ktorých tvary sa získavajú z materiálov, ako je kov alebo plast, prostredníctvom strojov vrátane fréz, sústruhov a fréz. Nástroje odstraňujú ďalšie látky, aby získali požadovaný tvar.

Obrábanie môžu vykonávať ruční obrábači alebo sa môže vykonávať digitálne pomocou CNC (počítačom číslicovo riadených) strojov. Rýchle úlohy, ktoré si vyžadujú ľudskú presnosť, sú najvhodnejšie pre ručné obrábanie, zatiaľ čo CNC obrábanie je vhodné pre zložité a opakovateľné tvary.

Následne sa vďaka technikám, ako je frézovanie a sústruženie, pri CNC obrábaní zvýšila presnosť n výroba obrábaných komponentov a efektivita. Následne sa obrábané súčiastky stali nepostrádateľnými v odvetviach, ako je letecký a automobilový priemysel, kde je presnosť spoľahlivosti súčiastok prvoradá.

Okrem toho sa niektoré konštrukčné prvky najprv odlievajú alebo formujú a potom sa opracujú. Tieto diely sa niekedy označujú ako čiastočne opracované alebo dodatočne opracované diely, čo poukazuje na všestrannosť a význam obrábania v moderných výrobných procesoch.

Použitie obrábaných dielov

Letecký a kozmický priemysel:

• Aplikácie: Použitie: súčasti leteckých motorov, konštrukčné prvky drakov lietadiel, podvozky atď.
• Charakteristika odvetvia: Vyžaduje sa mimoriadne vysoká presnosť a spoľahlivosť.
• Požiadavky na diely: Musia odolávať extrémnym teplotám a tlakom a mať vysokú odolnosť proti korózii a pevnosť.
• Výhody: Presné obrábanie zaručuje, že komponenty spĺňajú prísne bezpečnostné normy, čím sa zvyšuje bezpečnosť a efektívnosť letu.

Automobilový priemysel:

• Aplikácie: Súčasti motora, prevodové systémy, časti závesného systému.
• Charakteristika odvetvia: Hromadná výroba s vysokými nákladmi a požiadavkami na efektívnosť.
• Požiadavky na diely: Vysoká trvanlivosť, dobrá mechanická pevnosť a odolnosť proti opotrebovaniu.
• Výhody: Obrábané diely zlepšujú výkon vozidla, znižujú poruchovosť a predlžujú životnosť.

Zdravotnícky priemysel:

• Aplikácie: Chirurgické nástroje, implantovateľné zariadenia, kĺbové náhrady a zubné implantáty.
• Charakteristika odvetvia: Extrémne vysoké požiadavky na biokompatibilitu a presnosť výrobku.
• Požiadavky na diely: Netoxické, biokompatibilné materiály musia byť veľmi presné, aby sa prispôsobili zložitej ľudskej anatómii.
• Výhody: Presné obrábanie zabezpečuje bezpečnosť a funkčnosť zdravotníckych pomôcok, čím sa zlepšujú výsledky liečby.

Elektronický priemysel:

• Aplikácie: Komponenty pre počítačový hardvér, mobilné zariadenia a komunikačné zariadenia.
• Charakteristika odvetvia: Snaha o miniaturizáciu a vysokú integráciu technológií.
• Požiadavky na diely: Extrémne vysoká presnosť a zložité miniaturizované konštrukcie.
• Výhody: Vďaka presnému obrábaniu sú elektronické zariadenia kompaktnejšie, efektívnejšie a funkčnejšie.

Energetický priemysel (napríklad ropa a plyn):

• Aplikácie: Vŕtacie zariadenia, komponenty prenosových systémov.
• Charakteristika odvetvia: Drsné prostredie s vysokými nárokmi na spoľahlivosť a odolnosť zariadení.
• Požiadavky na diely: Musia odolávať vysokému tlaku, vysokým teplotám a korozívnemu prostrediu.
• Výhody: Obrábané diely zvyšujú výkon a bezpečnosť zariadenia, znižujú náklady na údržbu a prestoje.

Ako navrhovať obrábané diely na zákazku

Na zabezpečenie funkčnosti a dlhej životnosti dielov vyrobených na zákazku je dôležité dodržiavať niektoré zásady navrhovania. Ak sa použijú správne špecifikácie, možno sa vyhnúť mechanickým nehodám a komponenty môžu bez problémov zapadnúť do svojich zostáv, čím sa zníži potreba nákladných úprav a opráv. Tým sa zlepšuje aj kvalita konečného výrobku podľa smerníc noriem, čo vedie k dôvere a všeobecnej spokojnosti používateľov.

Hrúbka steny

Pri práci s obrábanými dielmi je potrebné spomenúť, že kovy by mali mať minimálnu hrúbku steny 0,8 mm a plasty 1,5 mm. To umožní inžinierske práce počas výroby a používania súčiastky bez toho, aby sa v budúcnosti zlomila alebo deformovala. Napríklad hliníkové diely s hrúbkou pod touto radou môžu vibrovať a ohýbať sa.

Podrezanie

Bez špeciálneho náradia by podrezania nemali presahovať hĺbku približne 0,5 mm. Prípadne štandardné vybavenie umožňuje podrezanie do hĺbky troch milimetrov. Pri navrhovaní takých konštrukcií, ktoré si vyžadujú hlbšie podrezania, je však potrebné mať na pamäti dodatočné náklady a pravdepodobné kompromisy týkajúce sa štrukturálnej integrity.

Dutiny, otvory a závity

Aby sa uľahčilo efektívne obrábanie a zabezpečila pevnosť materiálu, podľa konštrukčných noriem pre dutiny by tieto prvky nemali byť menej ako 4 mm hlboké a nie hlbšie ako 10 mm. Otvory so závitom musia byť tiež navrhnuté s ohľadom na túto skutočnosť; preto by mal mať závit hĺbku rovnajúcu sa odporúčanému priemeru M6 – 9 mm – v prípade, že nastane akákoľvek situácia, pri ktorej je potrebné znášať zaťaženie.

Schody

Rozsah obrábania súčiastok určuje úrovne tolerancie rozmerov, ktoré konštruktéri týchto súčiastok tolerujú až do neprijateľných hraníc. Tolerancia súčiastok malého rozsahu (do 50 mm) je zvyčajne ±0,05 mm, zatiaľ čo pri väčších súčiastkach (nad 100 mm) môže byť odchýlka až ±0,1 mm vzhľadom na správanie sa materiálu počas procesov obrábania.

Výstupky

Výčnelky obrábaných dielov, ako sú výčnelky alebo nástavce, nemajú presahovať viac ako trojnásobok svojej základnej hrúbky smerom nahor od povrchov, na ktoré sú pôvodne určené alebo na ktorých sú umiestnené. Naopak, treba zabezpečiť, aby výstupok so základnou hrúbkou merajúcou 2 mm nepresiahol výšku 6 mm, ak nechceme, aby sa jeho štruktúra oslabila a spôsobila vybočenie alebo prasknutie.

Vnútorné polomery rohov

Vnútorné polomery rohov sú rozhodujúce pre zníženie koncentrácie napätia v obrábaných dieloch. Pre väčšinu materiálov je odporúčaný polomer minimálne 1 mm, ale pre tvrdšie materiály, ako je napríklad nehrdzavejúca oceľ, môže byť od 2 mm vyššie, aby sa zabránilo vzniku trhlín v dôsledku ich využitia.

Vrecká

Vo väčšine prípadov majú vrecká v obrábaných dieloch maximálnu hĺbku trojnásobku priemeru nástroja. Kapsa by nemala prekročiť toto číslo, ak je vytvorená nástrojom s priemerom 4 mm, aby sa zabezpečil účinný odvod triesky a stabilita nástroja.

Hĺbka predvŕtania

Na zabezpečenie správneho vytvorenia závitu musí byť hĺbka predvrtania minimálne jedenapolkrát väčšia ako priemer závitníka. Ak vezmeme štandardný závitník M8 s priemerom 6,8 mm, potom by predvrtanie malo byť približne 10,2 mm, aby sa umožnilo úplné nasadenie bez ovplyvnenia jeho pevnosti.

Závitové otvory

Závitové otvory na obrábaných povrchoch musia mať určitý minimálny vnútorný priemer, aby mohli správne plniť svoju funkciu. Inými slovami, závitový otvor M4 by mal byť pred navŕtaním vyvŕtaný minimálne 3,3 mm a každá skrutka by mala byť zaťažená minimálne s dĺžkou rovnajúcou sa 8 mm.

Text a nápisy

Na čitateľnosť po lakovaní alebo iných dokončovacích procesoch musia byť texty a nápisy na obrábaných dieloch vysoké najmenej päť milimetrov; ich hĺbka by však nemala klesnúť pod milimetrovú hranicu. Na ovládacích paneloch strojov sú zvyčajne vygravírované štítky, ktoré musia zostať ľahko rozoznateľné aj v náročných priemyselných podmienkach, v ktorých sa používajú5.

Povrchová úprava

Povrchová úprava obrábaných dielov sa líši v závislosti od požiadaviek aplikácie. Zatiaľ čo väčšina priemyselných aplikácií môže vyžadovať drsnosť (Ra) len 1,6 µm, jemnejšie povrchové úpravy, ako napríklad hydraulické ventily, môžu spadať do rozsahu špecifikovaného normou ASME B46.1, ktorý je 0,4 µm.

Materiál obrábaných dielov

Výber materiálov pri mechanickej konštrukcii a výrobe je veľmi dôležitý pre funkčnosť, spoľahlivosť a hospodárnosť výrobkov. Správne materiály sú potrebné na zachovanie pevnosti konštrukcie, zvýšenie produktivity, zníženie vplyvu na životné prostredie a zníženie nákladov, ktoré sú nevyhnutné pre úspech na trhu.

• Kovy: Medzi ne patria najmä spracované materiály, ako je oceľ (napr. uhlíková alebo legovaná oceľ), hliník, meď a nehrdzavejúca oceľ. Tieto materiály majú dobré mechanické vlastnosti a dajú sa ľahko spracovať.
• Plasty: Zároveň je možné vyvinúť nenosné komponenty z určitých špecifických technických plastov, ako je nylon, polykarbonát a PTFE (teflón), kde nie je potrebná vysoká pevnosť.
• Keramika: Na druhej strane, keramika, ako napríklad karbid kremíka a oxid hlinitý, je drahá na obrábanie, ale odoláva náročným podmienkam, ako sú vysoké teploty alebo vysoko abrazívne situácie.
• Kompozity: Kompozity z uhlíkových vlákien a plastové kompozity vystužené sklenenými vláknami sa používajú v špecializovaných aplikáciách vďaka vynikajúcemu pomeru pevnosti a hmotnosti.

Výhody obrábaných dielov

Žiadne MOQ

Jednou z významných výhod obrábaných dielov vo výrobe a dizajne je, že nemajú minimálne množstvo objednávky. Táto vlastnosť prináša organizáciám flexibilitu a umožňuje im efektívne riadiť náklady a zásoby.

Dobré prototypy

Obrábané diely ponúkajú aj možnosti prototypovania, ktoré sú pri obrábaní významnými faktormi. Inžinieri môžu rýchlo vytvárať a testovať prototypy, čo umožňuje rýchle opakovanie a vývoj. Tento proces preto skracuje čas potrebný na to, aby sa nový výrobok dostal na trh.

Sloboda dizajnu

Obrábané diely majú vynikajúcu konštrukčnú voľnosť. Výrobcovia totiž môžu vytvárať zložité tvary a komplikované detaily, čo pri iných výrobných metódach nie je možné. Táto vlastnosť v konečnom dôsledku zlepšuje funkčnosť aj estetiku konečných výrobkov.

Kvalita

Obrábané diely sú z hľadiska kvality vpredu pred svojimi alternatívami. Vyrábajú sa presne, a preto je možné dosiahnuť väčšie tolerancie, ako by dosiahli ich odlievané alebo kované náprotivky. Vďaka týmto aspektom sú komponenty kvalitnejšie, čo vedie k lepšiemu výkonu a dlhšej životnosti výrobkov pre konečného používateľa.

Čas realizácie

Dodacie lehoty pre obrábané diely sú vo všeobecnosti kratšie ako pre iné výrobné procesy. Priama povaha obrábania zaručuje rýchlejšie časy realizácie, pretože nie sú potrebné formy ani nastavenia. Takéto rýchle reakčné schopnosti pomáhajú spoločnostiam promptne reagovať na požiadavky trhu.

Úpravy

Obrábanie počas výroby umožňuje jednoduché úpravy komponentov. V prípade, že sú zmeny na súčiastke potrebné, môžu sa vykonať okamžite bez toho, aby spôsobili dlhšie prestoje alebo boli príliš nákladné. Preto takáto flexibilita výrazne prispieva k zdokonaľovaniu návrhov výrobkov.

Sila

Ďalšou výhodou, ktorá nemôže zostať bez povšimnutia, je pevnosť obrábaných dielov. Výber materiálov vrátane kovov a vysokopevnostných plastov zaručuje trvanlivosť a zároveň odolnosť voči náročným podmienkam a vysokým úrovniam namáhania, vďaka čomu sú ideálne pre kritické aplikácie.

Povrchová úprava

Napokon, obrábané diely často poskytujú vynikajúcu povrchovú úpravu v porovnaní s akýmikoľvek inými výrobnými procesmi, ktoré sa podieľajú na ich výrobe, a to z dobrých dôvodov. Keďže nástroje používané pri obrábaní sú presné, výsledné povrchy sú buď pripravené na použitie, alebo vyžadujú minimálnu následnú úpravu. Táto vlastnosť je dôležitá pre diely, ktoré majú vysoké estetické štandardy alebo špecifické požiadavky na výkon.

Techniky a postupy obrábania dielov

Rozmanitosť výrobných postupov a metód umožňuje vývojárom a výrobcom vybrať si najvhodnejšiu techniku pre špecifické vlastnosti výrobkov a vlastnosti materiálov. Následne takáto prispôsobivosť zabezpečuje, že obrábanie môže účinne meniť tvar od jednoduchých foriem po zložité, ako aj materiály od mäkkých plastov po tvrdé kovy. Preto sú potrebné obrábacie stroje s flexibilnými kapacitami a vysokou presnosťou pre hromadnú výrobu alebo individuálne zákazky, pretože sú pripravené splniť prísne požiadavky a premenlivé požiadavky.

• Frézovanie: Pri frézovaní sa na CNC frézke vyrábajú frézované diely zo základného materiálu. Vyrába diely s rovným alebo tvarovaným povrchom pomocou rôznych strojov a rezných nástrojov, ako sú okrem iného čelné frézovanie, čelné frézovanie, CNC frézovanie.
• Otáčanie: Pri sústružení sa sústružené diely vyrábajú tak, že sa obrobok otáča, zatiaľ čo fréza odstraňuje materiál, aby sa vytvorili valcové tvary. CNC sústruženie uľahčuje výrobu závitov na obrábaných predmetoch, ako sú hriadele, ako aj vonkajšie prvky.
• Vŕtanie: Vŕtačky sa počas tohto procesu otáčajú dookola a vŕtajú otvory do svojich cieľov. Týmto spôsobom vytvárajú diery rôznych veľkostí a hĺbok na obrábaných súčiastkach v rôznych priemyselných odvetviach.
• Preťahovanie: Tu prichádzajú na rad špeciálne rezné nástroje, ktoré sa používajú na presnú výrobu drážok drážok vnútorných zložitých tvarov s lepšou kvalitou povrchovej úpravy v porovnaní s inými procesmi, ako je brúsenie alebo frézovanie.
• Brúsenie: Brúsenie sa vykonáva pomocou brúsnych kotúčov, ktoré odstraňujú materiál, čo vedie k presnému hladkému opracovaniu obrábaných dielov.
• Obrábanie elektrickým výbojom (EDM): Táto technika využíva elektrické výboje na odstránenie materiálu zo zložitých alebo ťažko obrobiteľných tvarov.
• Rezanie laserom: Pri tejto technike sa využíva vysokovýkonný laserový lúč na presné roztavenie, odparovanie alebo odfúknutie cieľových materiálov vrátane rezaných plastových alebo kovových častí.
• Ultrazvukové obrábanie: V prípade krehkých a krehkých materiálov, ktoré si vyžadujú mikroskopické obrábanie zložitých prvkov, sa musia použiť zložky na báze suspenzie, ktoré obsahujú abrazívnu suspenziu, aby ich ultrazvukové vlny mohli rozkmitať.

Povrchová úprava obrábaných dielov

Povrchové úpravy sa používajú na zlepšenie vzhľadu a pracovného výkonu obrábaných komponentov. Svojím pokrytím zabraňujú korózii, zvyšujú odolnosť proti opotrebovaniu a tvrdosť povrchu. V tomto rozsahu plnia laky nielen funkciu ochrany súčiastok, ale aj zlepšenia ich vzhľadu na viditeľné použitie.

• Obrobený: povrch obrobku po obrábaní je impregnovaný stopami po nástroji. Preto je tento typ povrchovej úpravy lacný pre aplikácie, pri ktorých sa neberie do úvahy čisto vizuálne hľadisko. Poskytuje klznú schopnosť pre niektoré mechanické časti.
• Tryskanie korálikmi: pri týchto povrchových úpravách sa používajú sklenené koráliky na rovnomerné tryskanie pri vysokej rýchlosti a vytvára sa matný alebo saténový povrch. To znamená, že vyznačenie odrazivosti povrchu ruší vzhľad stôp po obrábaní, čo sa robí z vizuálnych aj bezpečnostných dôvodov.
• eloxovanie: pri eloxovaní sa na hliníkové diely nanáša tenká keramická vrstva, ktorá je tvrdá a nevodivá. Táto metóda minimalizuje vznik jamiek, opotrebovanie a koróziu a potom sa môže diel zafarbiť na ľubovoľnú farbu pre dizajn.
• Práškové lakovanie: Pri práškovom lakovaní sa nanáša voľne sa pohybujúci suchý prášok. Tento prášok sa spravidla vytvrdzuje teplom, aby sa vytvorila vrstva. Táto povrchová úprava poskytuje oveľa lepšiu hrúbku a oderu. Týmto spôsobom je to ideálny povrch na vonkajšie použitie alebo na miesta s vysokou intenzitou prevádzky.
• Pokovovanie: proces pokovovania spočíva vo vytvorení jemnej vrstvy iného kovu na povrchu. Proces pokovovania môže zvýšiť odolnosť proti korózii, tvrdosť kameňa, vizuálnu príťažlivosť alebo akékoľvek iné požadované vlastnosti podľa použitého kovu.
• Leštenie: tento proces zahŕňa buď fyzické, alebo chemické odstránenie vrchnej vrstvy z materiálu. Táto povrchová úprava je ideálna pre dekoratívne aplikácie a diely, ktoré majú nízke trenie.

Tolerancie obrábaných dielov

Je potrebné dodržať tolerancie obrábaných dielov, aby diely správne lícovali. Stanovujú hranice, v ktorých sa rozmery súčiastky môžu líšiť. To sa ešte zhoršuje v takých presných situáciách, ako je letecký priemysel a zdravotnícke zariadenia.

Príkladom môžu byť prúdové motory, ktoré si vyžadujú diely s minimálnymi toleranciami na zabezpečenie efektívnej prevádzky a bezpečnosti. Ak sa vyskytne akákoľvek odchýlka, môže spôsobiť poruchu motora. To ukazuje, aké významné sú presné tolerancie z hľadiska spoľahlivosti a účinnosti.

Na druhej strane, záhradné náradie môže mať väčšie tolerancie, pretože nejde o kritické aplikácie. Tým sa znížia výrobné náklady, ale stále zostanú funkčné. Výber tolerancií by mal závisieť od úlohy, ktorú zohráva každý komponent, a od dôsledkov rozmerových odchýlok.

Ako zadávate obrábané diely？

Pri hľadaní dodávateľa pre vaše potreby obrábania je dôležité zohľadniť niekoľko faktorov, ktoré zaručujú kvalitu vašich dielov. Trh je plný závodov na obrábanie, ale pri výbere jedného z nich sa musíte pozrieť na ich skúsenosti, technológie a výsledky vo výrobe vysokokvalitných komponentov. Informované rozhodnutie vám umožní dosiahnuť plánované výsledky vášho projektu.

• Certifikáty: Certifikáty ISO sú síce dobrým ukazovateľom spoločnosti zaoberajúcej sa obrábaním, ale nie sú celým príbehom o tom, čo spoločnosť dokáže. Takéto certifikácie by pomohli pri výbere efektívnych partnerov v oblasti obrábania.
• Slovo z úst: Rozhovory s inými hardvérovými spoločnosťami, ktoré využívajú výrobcov obrábaných dielov, môžu poskytnúť cenné informácie o tom, ako postupovať pri outsourcingu.
• Informácie o dopyte: Ak vás ich odpovede neuspokoja, dvakrát si rozmyslite, než sa zaviažete.
• Žiadosť o cenovú ponuku (RfQ): Porovnanie cenových ponúk od rôznych strojárskych spoločností umožňuje zistiť, ktorá z nich je pre váš projekt najvýhodnejšia.
• Návšteva tovární: Návšteva výrobných závodov vám umožní vidieť veci tak, ako sa dejú, a zariadenia, ktoré používajú. V niektorých prípadoch je užitočné najať si agenta, ktorý tieto návštevy zorganizuje.

Pri zabezpečovaní výroby obrábaných dielov externými dodávateľmi zvážte niekoľko kľúčových tipov.

• Dodržiavať usmernenia DfM: Zabezpečte, aby sa digitálne návrhy dali vyrábať, a to tak, že budete dôsledne dodržiavať usmernenia pre návrh pre výrobu, aby v nich neboli extrémne hlboké otvory alebo tenké steny, ktoré by mohli spôsobiť ťažkosti vo výrobnom procese.
• Používajte univerzálne normy: Poskytnite úplné technické výkresy s digitálnymi súbormi, aby ste predišli mäteniu ľudí. Namiesto toho používajte univerzálne normy, ktoré môžu viesť k nedorozumeniam.
• NDA: Pri podpise zmlúv o mlčanlivosti zostávajú všetky návrhy dôverné a nie sú poskytované nikomu inému.
• Faktor času prepravy: Najmä ak pracujete v krátkych termínoch, zvážte dlhšie dodacie lehoty pre externe dodávané diely.
• Príprava na platbu: Pri prvých objednávkach môžu výrobcovia požadovať platby vopred, zatiaľ čo pri neskorších projektoch môžu byť poskytnuté úverové podmienky.