V oblasti strojírenství a výroby je výběr vhodných materiálů a vhodného procesu obrábění zásadní pro zajištění výkonu, kvality a hospodárnosti mechanických dílů. V tomto příspěvku budou běžně používané mechanické díly z principu výběru materiálu, typu materiálu a procesu obrábění ze tří aspektů hloubkové analýzy, má za cíl poskytnout cennou referenci pro strojní inženýry a příbuzné praktiky.
Za prvé, princip výběru materiálu
Při výběru mechanických dílů je třeba vzít v úvahu řadu faktorů, včetně využití výkonu, výkonnosti procesu a hospodárnosti. Konkrétně princip výběru materiálu zahrnuje především tyto aspekty:
Výkon: V první řadě musí díly splňovat požadavky použití konkrétních pracovních podmínek, jako je pevnost, tvrdost, odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi, odolnost proti únavě atd.. To vyžaduje, aby konstruktér pracovních podmínek dílů měl důkladné pochopení síly, včetně pracovního prostředí (jako je teplota, vlhkost, média atd.) a speciálních požadavků (jako je tepelná vodivost, elektrická vodivost, magnetická vodivost atd.).
Procesní výkon: Procesní výkon materiálu přímo ovlivňuje snadnost zpracování dílů, produktivitu a náklady. Dobrá výkonnost procesu, včetně kujnosti, svařitelnosti, obrobitelnosti atd., pomáhá snížit obtížnost zpracování a náklady a zvyšuje produktivitu.
Ekonomika: Aby bylo možné splnit použití výkonu a výkonnosti procesu z předpokladu, měli byste se pokusit zvolit nižší náklady na materiál, aby se snížily celkové náklady na produkt. To vyžaduje, aby projektant komplexně zvážil cenu materiálu, náklady na zpracování a následnou údržbu a náklady na používání.
Za druhé, typy běžně používaných materiálů
Mezi materiály běžně používané v mechanických dílech patří zejména následující kategorie:
Ocel: ocel je jedním z nejčastěji používaných materiálů v mechanických dílech s vysokou pevností, dobrou plasticitou a houževnatostí a vynikajícím výkonem při zpracování. Podle různých použití a požadavků na výkon lze ocel rozdělit na běžnou uhlíkovou konstrukční ocel, vysoce kvalitní uhlíkovou konstrukční ocel, legovanou konstrukční ocel a litou ocel.
Litina: litina má dobrou slévatelnost, tlumí vibrace a odolnost proti opotřebení, ale pevnost a houževnatost je nízká. Proto se litina běžně používá při výrobě dílů vystavených statickému zatížení a tření a opotřebení, jako jsou lůžka obráběcích strojů, krabice a tak dále.
Neželezné kovy: neželezné kovy jako měď a slitiny mědi, hliník a slitiny hliníku mají nízkou hustotu a dobrou elektrickou a tepelnou vodivost a jsou široce používány v elektrických, elektronických a leteckých oborech. U mechanických dílů se neželezné kovy běžně používají při výrobě lehkých konstrukčních dílů, kluzných ložisek a tak dále.
Technické plasty: S rozvojem vědy o materiálech se technické plasty stále více používají v mechanických dílech. Technické plasty mají výhody nízké hmotnosti, odolnosti proti korozi, dobré izolaci atd., vhodné pro výrobu nenosných, korozivzdorných nebo izolačních dílů.
Za třetí, analýza procesu obrábění
Procesy obrábění mechanických dílů jsou různé, mezi běžné patří soustružení, frézování, vrtání, broušení, kování a vstřikování. Pro různé materiály a tvary dílů jsou vhodné různé procesy obrábění, které budou představeny níže.
Soustružení: Soustružení je způsob obrábění, při kterém je obrobek upevněn na rotačním upínacím zařízení obrobku a materiál na obrobku je postupně řezán pomocí nástroje tak, aby získal požadovaný tvar a velikost. Soustružení je vhodné pro výrobu válcových dílů, jako jsou hřídele a pouzdra. Přesnost a drsnost povrchu soustružení závisí na volbě nástroje a nastavení řezných parametrů.
Frézování: Frézování je metoda obrábění pro výrobu součástí se složitými tvary, jako jsou ploché povrchy, konkávní a konvexní povrchy, ozubená kola atd. řezáním materiálu na povrchu obrobku pomocí rotujícího nástroje. Frézování se dělí na typy, jako je rovinné frézování, vertikální frézování, čelní frézování, frézování ozubení a frézování kontur, z nichž každý je vhodný pro různé potřeby obrábění.
Vrtání: Vrtání je metoda obrábění, při které rotující vrták řeže materiál skrz obrobek a vytváří otvor požadovaného průměru a hloubky. Vrtání se běžně používá k vytváření součástí otvorů, jako jsou otvory pro šrouby a otvory pro ložiska. Přesnost a účinnost vrtání závisí na volbě vrtáku, nastavení řezných parametrů a provedení opatření chlazení a mazání.
Broušení: Broušení je metoda obrábění, při které se materiál na povrchu obrobku postupně odřezává nebo obrousí pomocí brusiv, aby se získal požadovaný tvar, velikost a kvalita povrchu. Broušení je vhodné pro obrábění dílů s vysokou přesností a vysokými požadavky na kvalitu povrchu, jako jsou formy, přesné strojní díly a nástroje. Přesnost a kvalita povrchu broušení závisí na výběru brusných nástrojů, nastavení parametrů broušení a způsobu upínání obrobku.
Kování: Kování je způsob obrábění kovů, při kterém se kovový materiál po opracování za tepla zpracovává lisováním do požadovaného tvaru. Kování je vhodné pro výrobu tvarově složitých dílů s vysokými požadavky na mechanické vlastnosti, jako jsou ozubená kola a hřídele. Kováním lze zlepšit vnitřní organizační strukturu materiálu, zlepšit pevnost a houževnatost dílů.
Vstřikování: Vstřikování je proces, při kterém se roztavený plast vstřikuje do formy a vytvrzuje, aby se vyrobil požadovaný díl. Vstřikování je vhodné pro výrobu velkého množství plastových dílů složitých tvarů, jako jsou pláště mobilních telefonů a automobilové díly. Přesnost a kvalita povrchu procesu vstřikování závisí na konstrukci formy, výkonu vstřikovacího stroje a volbě plastového materiálu.
