Vad är maskinbearbetade maskinbearbetade delar och komponenter？

Vad är maskinbearbetade delar?

Maskinbearbetade delar är komponenter vars form erhålls från material som metall eller plast med hjälp av maskiner, t.ex. fräsar, svarvar och fräsar. Verktygen tar bort ytterligare material för att forma efter önskemål.

Bearbetningen kan utföras av manuella maskinister eller digitalt med hjälp av CNC-maskiner (Computer Numerically Controlled). Snabba uppgifter som kräver mänsklig precision lämpar sig bäst för manuell bearbetning, medan CNC-bearbetning är lämplig för komplexa och repeterbara former.

Följaktligen har CNC-bearbetning med tekniker som fräsning och svarvning förbättrat precisionen vid tillverkning av bearbetade komponenter och ökat effektiviteten. Följaktligen har bearbetade delar blivit oumbärliga inom sektorer som flyg- och bilindustrin, där exakthet i komponenternas tillförlitlighet är av största vikt.

Dessutom gjuts eller formas vissa konstruerade komponenter först och bearbetas sedan för att färdigställa dem. Dessa delar kallas ibland för delvis bearbetade eller efterbearbetade delar, vilket visar hur mångsidig och betydelsefull maskinbearbetning är i moderna tillverkningsprocesser.

Tillämpningar av bearbetade delar

Flyg- och rymdindustrin:

• Tillämpningar: Flygplansmotorkomponenter, strukturella element i flygplansskrov, landningsställ etc.
• Branschspecifika egenskaper: Kräver extremt hög precision och tillförlitlighet.
• Krav för delar: Måste tåla extrema temperaturer och tryck samt ha hög korrosionsbeständighet och hållfasthet.
• Fördelar: Precisionsbearbetning säkerställer att komponenterna uppfyller stränga säkerhetsstandarder, vilket förbättrar flygsäkerheten och effektiviteten.

Fordonsindustrin:

• Användningsområden: Motorkomponenter, transmissionssystem, delar till fjädringssystem.
• Branschens kännetecken: Massproduktion med höga kostnader och krav på effektivitet.
• Krav på delar: Hög slitstyrka, god mekanisk hållfasthet och slitstyrka.
• Fördelar: Maskinbearbetade delar förbättrar fordonets prestanda, minskar felfrekvensen och förlänger livslängden.

Medicinsk industri:

• Användningsområden: Kirurgiska verktyg, implanterbara enheter, ledproteser och tandimplantat.
• Kännetecknande för branschen: Extremt höga krav på produkternas biokompatibilitet och precision.
• Krav för delar: Giftfria, biokompatibla material måste ha hög precision för att passa komplexa mänskliga anatomier.
• Fördelar: Precisionsbearbetning säkerställer säkerheten och funktionaliteten hos medicintekniska produkter, vilket förbättrar behandlingsresultaten.

Elektronikindustrin:

• Användningsområden: Komponenter till datorhårdvara, mobila enheter och kommunikationsutrustning.
• Branschens kännetecken: Strävan efter miniatyrisering och hög integration av teknik.
• Krav på delar: Extremt hög precision och komplexa miniatyriseringskonstruktioner.
• Fördelar: Precisionsbearbetning gör elektroniska apparater mer kompakta, effektiva och funktionella.

Energibranschen (t.ex. olja och gas):

• Användningsområden: Borrutrustning, komponenter i transmissionssystem.
• Branschspecifika egenskaper: Tuffa miljöer med höga krav på utrustningens tillförlitlighet och hållbarhet.
• Krav på delar: Måste tåla högt tryck, höga temperaturer och korrosiva miljöer.
• Fördelar: Maskinbearbetade delar förbättrar utrustningens prestanda och säkerhet, vilket minskar underhållskostnaderna och stilleståndstiden.

Hur man konstruerar specialbearbetade delar

För att säkerställa att de specialbearbetade delarna är funktionella och har lång livslängd är det viktigt att följa vissa konstruktionsprinciper. Om rätt specifikationer används kan mekaniska missöden undvikas och komponenterna kan sömlöst passa in i sina enheter, vilket minskar behovet av kostsamma justeringar och reparationer. Detta förbättrar också slutproduktens kvalitet enligt standardernas riktlinjer, vilket leder till förtroende och allmän tillfredsställelse bland användarna.

Väggens tjocklek

När man arbetar med maskinbearbetade delar är det nödvändigt att nämna att metaller bör ha en minsta väggtjocklek på 0,8 mm och plaster – 1,5 mm. Detta möjliggör konstruktion under tillverkning och användning av komponenten utan att den går sönder eller deformeras i framtiden. Till exempel kan aluminiumdelar med tjocklekar under detta råd vibrera och böjas.

Underskärningar

Utan specialverktyg är det inte meningen att underskärningar ska gå djupare än cirka 0,5 mm. Alternativt tillåter standardutrustning underskärning med ett djup av tre millimeter. När man utformar konstruktioner som kräver djupare underskärningar måste man dock ta hänsyn till en extra kostnad och sannolika kompromisser när det gäller strukturell integritet.

Håligheter, hål och gängor

För att underlätta effektiv verktygstillverkning och ge materialstyrka föreslår konstruktionsstandarder för hålrum att dessa funktioner inte ska vara mindre än 4 mm djupa och inte djupare än 10 mm. Gängade hål måste också utformas med detta i åtanke; därför bör gängan ha ett djup som är lika med den rekommenderade M6-diametern – 9 mm – om någon lastbärande situation uppstår.

Trappor

Skalan på bearbetningen av komponenterna avgör vilka toleransnivåer som komponentkonstruktörerna tolererar tills de når oacceptabla gränser. Toleransen för småskaliga komponenter (under 50 mm) är vanligtvis ±0,05 mm, medan större komponenter (över 100 mm) kan ha en tolerans på upp till ±0,1 mm på grund av materialets beteende under bearbetningsprocessen.

Utsprång

Utsprång på bearbetade detaljer som flikar eller bossor är inte avsedda att sträcka sig mer än tre gånger sin grundtjocklek uppåt från ytor som de ursprungligen var avsedda att fästas på eller placeras ovanpå. Omvänt måste man se till att en utbuktning med en bastjocklek på 2 mm inte är högre än 6 mm om man inte vill att dess struktur ska försvagas och orsaka buckling eller knäckning.

Invändiga hörnradier

De invändiga hörnradierna är avgörande för att minska spänningskoncentrationen i bearbetade delar. För de flesta material är den rekommenderade radien minst 1 mm, men för hårdare material, t.ex. rostfritt stål, kan den vara från 2 mm och uppåt för att förhindra sprickbildning på grund av att de används.

Pockets

I de flesta fall har fickor i bearbetade detaljer ett maximalt djup på tre gånger verktygets diameter. En ficka bör inte överstiga denna siffra om den görs med ett verktyg med en diameter på 4 mm för att säkerställa effektiv spånavverkning och stabilitet hos verktyget.

Förborrning Tappdjup

För att säkerställa korrekt gängbildning måste förborrningsdjupet vara minst en och en halv gånger större än gängans diameter. Om vi tar M8-standardkranen med 6,8 mm i diameter, skulle förborrningen vara cirka 10,2 mm för att möjliggöra fullständigt ingrepp utan att påverka dess styrka.

Gängade hål

Gängade hål på bearbetade ytor måste ha en viss minsta innerdiameter för att fungera korrekt. Med andra ord bör ett gängat M4-hål borras minst 3,3 mm innan det gängas in, och en skruv som sätts fast bör ha en längd på minst 8 mm.

Text och bokstäver

För att kunna läsas efter målning eller andra ytbehandlingsprocesser måste det finnas text och bokstäver på bearbetade delar som är minst fem millimeter höga; deras djup får dock inte understiga millimetern. Maskinernas kontrollpaneler har vanligtvis graverade etiketter som måste vara lätta att urskilja även under de tuffa industriella förhållanden där de används5.

Ytfinish

Ytfinishen på bearbetade detaljer varierar beroende på applikationens krav. Medan de flesta industriella applikationer endast kräver en ytjämnhet (Ra) på 1,6 µm, kan finare ytbehandlingar, t.ex. på hydraulventiler, ligga inom det intervall som anges i ASME B46.1, vilket är 0,4 µm.

Material för bearbetade delar

Valet av material vid mekanisk konstruktion och tillverkning är mycket viktigt för produkternas funktion, tillförlitlighet och ekonomi. Rätt material är nödvändigt för att bibehålla konstruktionens hållfasthet, förbättra produktiviteten, minska miljöpåverkan och sänka kostnaderna, vilket är avgörande för framgång på marknaden.

• Metaller: Här ingår huvudsakligen bearbetade material som stål (t.ex. kolstål eller legerat stål), aluminium, koppar och rostfritt stål. Dessa material har goda mekaniska egenskaper och kan lätt bearbetas.
• Plaster: Samtidigt kan komponenter som inte är belastade utvecklas från vissa specifika tekniska plaster som nylon, polykarbonat och PTFE (teflon) där hög hållfasthet inte behövs.
• Keramiska material: Å andra sidan är keramiska material som kiselkarbid och aluminiumoxid dyra att bearbeta, men de klarar utmanande förhållanden som höga temperaturer eller mycket abrasiva situationer.
• Kompositer: Kolfiberkompositer och glasfiberarmerade plastkompositer används i specialiserade applikationer på grund av deras utmärkta förhållande mellan styrka och vikt.

Fördelar med maskinbearbetade delar

Ingen MOQ

En av de stora fördelarna med bearbetade detaljer inom tillverkning och design är att de inte har någon minsta orderkvantitet. Denna egenskap ger flexibilitet till organisationer och gör det möjligt för dem att hantera sina kostnader och lager på ett effektivt sätt.

Bra prototyper

Maskinbearbetade detaljer erbjuder också möjligheter till prototypframställning, vilket är en viktig faktor vid maskinbearbetning. Ingenjörer kan snabbt bygga och testa prototyper, vilket möjliggör snabb iteration och utveckling. Denna process minskar därför den tid det tar för en ny produkt att nå marknaden.

Designfrihet

Maskinbearbetade delar har utmärkt designfrihet. Det beror på att tillverkare kan generera komplexa former och invecklade detaljer, vilket inte är möjligt med andra tillverkningsmetoder. I slutändan förbättrar denna egenskap både funktionaliteten och estetiken hos slutprodukterna.

Kvalitet

När det gäller kvalitet ligger maskinbearbetade delar före sina alternativ. De tillverkas med precision och därför kan snävare toleranser uppnås än de gjutna eller smidda motsvarigheterna skulle uppnå. Dessa aspekter ger komponenter av högre kvalitet som resulterar i bättre prestanda och produkter med längre livslängd för slutanvändarna.

Ledande tidningar

Generellt sett tenderar ledtiderna för maskinbearbetade detaljer att vara kortare än för andra produktionsprocesser. Maskinbearbetningens direkta karaktär säkerställer snabbare leveranstider eftersom det inte finns något behov av formar eller inställningar. Sådana snabba svarsförmågor hjälper företag att reagera snabbt för att möta marknadens krav.

Ändringar

Under produktionen gör maskinbearbetningen det möjligt att enkelt göra ändringar i komponenterna. Om det blir nödvändigt att göra ändringar på en del kan de utföras snabbt utan att orsaka längre stilleståndstider eller bli alltför dyra. Därför bidrar en sådan flexibilitet i hög grad till att förfina produktdesignen.

Styrka

Styrkan i maskinbearbetade delar är en annan fördel som inte kan gå obemärkt förbi för dessa artiklar. Valet av material, inklusive metaller och höghållfasta plaster, säkerställer hållbarhet och motståndskraft mot tuffa förhållanden och höga spänningsnivåer, vilket gör dem idealiska för kritiska applikationer.

Ytfinish

Slutligen ger maskinbearbetade delar ofta överlägsen ytfinish jämfört med andra tillverkningsprocesser som är involverade i tillverkningen av dem av goda skäl. Eftersom de verktyg som används vid maskinbearbetning är exakta är de resulterande ytorna antingen klara för användning eller kräver minimal efterbearbetning. Denna egenskap är viktig för detaljer som har höga estetiska krav eller specifika prestandakrav.

Tekniker och processer för maskinbearbetning av detaljer

De många olika tillverkningsprocesserna och -metoderna gör det möjligt för utvecklare och tillverkare att välja den teknik som är lämpligast för produkternas specifika egenskaper och materialens egenskaper. Följaktligen säkerställer denna anpassningsförmåga att bearbetningen effektivt kan ändra form, allt från enkla till komplexa former, samt material från mjuk plast till hårdmetall. Därför finns det ett behov av verktygsmaskiner med flexibel kapacitet och hög precision för massproduktion eller enskilda beställningar eftersom de är redo att uppfylla stränga krav och varierande behov.

• Fräsning: Vid fräsning producerar CNC-fräsen frästa delar från lagermaterialet. Den tillverkar delar med plana eller konturerade ytor med hjälp av olika maskiner och skärverktyg som bland annat planfräsning, ändfräsning och CNC-fräsning.
• Svarvning: Vid svarvning produceras svarvade delar när ett arbetsstycke roterar medan en fräs avlägsnar material för att producera cylindriska former. CNC-svarvning underlättar tillverkning av gängor på bearbetade föremål som axlar såväl som externa funktioner.
• Borrning: Borrar blir runda när de borrar hål i sina mål under denna process. På så sätt skapas hål av varierande storlek och djup i bearbetade detaljer inom olika branscher.
• Brotschning: Det är här brotscharna kommer in i bilden när det gäller de speciella skärverktyg som används för att exakt producera kilspår, splines, invändiga intrikata former med en förbättrad ytkvalitet jämfört med andra processer som slipning eller fräsning.
• Slipning: Slipning sker med hjälp av slipskivor som avlägsnar material, vilket resulterar i en slät yta med hög precision på bearbetade delar.
• Elektrisk urladdningsbearbetning (EDM): Denna teknik använder elektriska urladdningar för att avlägsna material från komplexa eller svårbearbetade former.
• Laserskärning: En högeffektiv laserstråle används i denna teknik för att exakt smälta, förånga eller blåsa bort målmaterial, inklusive plast- eller metalldelar som skärs.
• Ultraljudsbearbetning: För ömtåliga, spröda material som kräver bearbetning av invecklade funktioner, mikroskopiskt, måste ingredienser som ska användas vara slurrybaserade sådana som involverar slipande slurry så att ultraljudsvågor kan vibrera dem.

Ytfinish på bearbetade delar

Ytbehandlingar används för att förbättra både utseendet och arbetsprestandan hos bearbetade komponenter. De förhindrar korrosion genom sin beläggning, förbättrar slitstyrkan och ökar ythårdheten. Lacken har inte bara till uppgift att skydda delarna utan också att förbättra deras utseende för synliga användningsområden.

• Som maskinbearbetad: ytfinishen på ett arbetsstycke efter maskinbearbetning är impregnerad med verktygsspår. Därför är denna typ av ytfinish billig för tillämpningar där den rent visuella aspekten inte beaktas. Den ger en glidförmåga för vissa mekaniska delar.
• Pärlblästring: Vid denna ytbehandling används glaspärlor för att blästra jämnt i hög hastighet och ge en matt eller satinerad yta. Det innebär att ytans reflektionsförmåga markeras ned så att bearbetningsmärkena försvinner, vilket görs av både visuella skäl och säkerhetsskäl.
• Anodiserad: Anodisering är en process där ett tunt keramiskt lager, som är hårt och icke-ledande, appliceras ovanpå aluminiumdelar. Denna metod minimerar gropfrätning, slitage och korrosion, och sedan kan delen färgas i valfri färg för design.
• Pulverlackerad: Ett fritt rörligt, torrt pulver appliceras i pulverlackeringsprocesser. Detta pulver härdas i allmänhet i värme för att bilda en hud. Denna ytbehandling ger en mycket bättre tjocklek och nötning. På så sätt är det en perfekt yta för utomhusbruk eller högtrafikerade områden.
• Plätering: Pläteringsprocessen består av bildandet av ett fint lager av en annan metall på ytan. Legeringsprocessen kan öka korrosionsbeständigheten, stenhårdheten, den visuella attraktionen eller andra önskade egenskaper beroende på vilken metall som används.
• Polering: Denna process innebär att det allra översta lagret avlägsnas antingen fysiskt eller kemiskt från materialet. Denna ytbehandling är idealisk för dekorativa tillämpningar och delar som har låg friktion.

Toleranser i bearbetade detaljer

Det är nödvändigt att bibehålla toleranserna för bearbetade detaljer för att kunna passa in detaljerna korrekt. De fastställer gränserna inom vilka en detaljs mått kan variera. Detta blir ännu värre i sådana precisa situationer som flyg- och rymdindustrin och medicintekniska produkter.

Ett exempel är jetmotorer som kräver delar med minimala toleranser för att garantera effektiv drift och säkerhet. Om någon avvikelse inträffar kan det leda till motorhaveri. Detta visar hur viktiga exakta toleranser är när det gäller tillförlitlighet och effektivitet.

Å andra sidan kan trädgårdsredskap ha större toleranser eftersom de inte är kritiska applikationer. Detta minskar produktionskostnaden, men gör att de fortfarande är funktionella. Valet av toleranser bör baseras på den roll som varje komponent spelar och konsekvenserna av dimensionsavvikelser.

Hur lägger du ut bearbetade delar？

När du letar efter en leverantör för dina bearbetningsbehov är det viktigt att ta hänsyn till flera faktorer som garanterar kvaliteten på dina delar. Marknaden är full av bearbetningsfabriker, men när du väljer en måste du titta på deras erfarenhet, teknik och meritlista för tillverkning av högkvalitativa komponenter. Genom att fatta ett välgrundat beslut kommer du att kunna uppnå de förväntade resultaten av ditt projekt.

• Certifieringar: ISO-certifieringar är bra indikatorer på ett maskinbearbetningsföretag, men de säger inte allt om vad ett företag kan göra. Sådana certifieringar skulle hjälpa till att välja effektiva maskinbearbetningspartners.
• Mun till mun: Att prata med andra hårdvaruföretag som använder tillverkare av maskinbearbetade delar kan ge värdefulla insikter om hur man ska gå tillväga för att outsourca.
• Efterfråga information: Tillverkarna måste få många frågor, och om deras svar inte tillfredsställer dig, tänk efter två gånger innan du engagerar dig.
• Begäran om offerter (RfQ): Genom att jämföra offerter från olika bearbetningsföretag kan du ta reda på vilket företag som är mest kostnadseffektivt för ditt projekt.
• Besök fabriker: Genom att besöka tillverkarnas fabriker kan du se hur saker och ting går till och vilken utrustning de använder. Att anlita en agent för att organisera dessa besök kan vara till hjälp i vissa fall.

När du ordnar tillverkningen av maskinbearbetade delar på entreprenad bör du tänka på några viktiga tips.

• Följa riktlinjer för design för tillverkning (DfM): Se till att den digitala designen är tillverkningsbar genom att noga följa riktlinjerna för design för tillverkning så att det inte finns några extremt djupa hål eller tunna väggar som kan orsaka problem i tillverkningsprocessen.
• Använd universella standarder: Ge fullständiga tekniska ritningar med digitala filer för att undvika att förvirra människor. Använd i stället universella standarder, vilket kan leda till missförstånd i kommunikationen.
• NDA: Vid undertecknande av sekretessavtal förblir alla mönster konfidentiella och delas inte med någon annan.
• Ta hänsyn till leveranstider: Tänk på längre leveranstider för outsourcade delar, särskilt om du arbetar med snäva tidsfrister
• Förbered för betalning: Vid förstagångsbeställningar kan tillverkarna kräva förskottsbetalningar, medan kreditvillkor kan erbjudas för senare projekt.