Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Материалды алу процесі; өндіріс процесі
Material removal process; manufacturing process
Машиналау – ірі шикізаттан, көбінесе металлдан, материалды бақылаулы түрде кесіп алып тастау арқылы қажетті пішін немесе бөлшек жасау процесі. Машиналау – аддитивті өндіріске (мысалы, 3D-басылым) қарама-қарсы, материалды бақылаулы қосуды пайдаланатын, машиналық құралдарды қолданатын субтрактивті өндірістің бір түрі. Металл өнімдерін өндіруде машиналау маңызды процесс болып табылады, бірақ оны ағаш, пластик, керамика және композиттер сияқты басқа материалдарда да қолдануға болады. Машиналаумен шұғылданатын маманды машина жасаушы деп атайды. Кәсіби қызмет ретінде машиналау әдетте негізгі машина құралдары бар бір немесе бірнеше жұмыс бөлмесінен тұратын машина жасау шеберханасында жүзеге асырылады. Машина жасау шеберханасы дербес жұмыс істей алады, бірақ көптеген компаниялар өздерінің арнайы қажеттіліктерін қамтамасыз ететін ішкі машина жасау шеберханаларын немесе құралдар бөлмелерін ұстайды. Көптеген қазіргі заманғы машиналау процестері компьютерлік сандық басқару (CNC) жүйесін қолданады, онда компьютерлер диірмендердің, токарлық станоктардың және басқа кескіш машиналардың қозғалысын және жұмысын басқарады.
Machining is a manufacturing process where a desired shape or part is created using the controlled removal of material, most often metal, from a larger piece of raw material by cutting. Machining is a form of subtractive manufacturing, which utilizes machine tools, in contrast to additive manufacturing (e. g. 3D printing), which uses controlled addition of material. Machining is a major process of the manufacture of many metal products, but it can also be used on other materials such as wood, plastic, ceramic, and composites. A person who specializes in machining is called a machinist. As a commercial venture, machining is generally performed in a machine shop, which consists of one or more workrooms containing primary machine tools. Although a machine shop can be a standalone operation, many businesses maintain internal machine shops or tool rooms that support their specialized needs. Much modern day machining uses computer numerical control (CNC), in which computers control the movement and operation of mills, lathes, and other cutting machines.
Тарих және терминология
Өткен бір жарым ғасыр ішінде технологияның түрлі салалардағы дамуымен қатар, «машинамен өңдеу» терминінің нақты мағынасы өзгеріске ұшырады. 18 ғасырда «машина жасаушы» деген сөз машина жасаумен немесе жөндеумен айналысатын адамды білдірді. Оның жұмысы көбінесе қолмен атқарылатын, ағашқа ою, металлды соғу және қолмен тегістеу сияқты процестерді қолданудан тұратын. Осы кезде Джеймс Уатт немесе Джон Уилкинсон сияқты жаңа типтегі қозғалтқыштарды (яғни, кез келген машинаны) құрастырушылар мен салушылар да осы анықтамаға сәйкес келетін. «Машина құралы» деген сөз және «машинамен өңдеу» (өңделген, машинамен өңдеу) етістігі әлі пайда болған жоқ. 20 ғасырдың ортасында осы сөздер, олар сипаттайтын ұғымдар кеңінен таралған кезде қолданысқа енді. Сондықтан, машиналар дәуірінде «машинамен өңдеу» дегеніміз (қазіргі кезде «дәстүрлі» деп аталатын) токарлық, тесіктеу, фрезерлеу, бұрғылау, аралау, жону, тілу, кесу және қалыптау сияқты процестерді білдіретін. Осы «дәстүрлі» немесе «конвенциялық» машинамен өңдеу процестерінде, қажетті геометрияға жету үшін өткір кескіш құралдармен бірге токарлық станоктар, фрезерлік станоктар, бұрғылау станоктары және басқа да машина құралдары қолданылатын. Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін электрлі разрядпен өңдеу, электрохимиялық өңдеу, электронды сәулемен өңдеу, фотохимиялық өңдеу және ультрадыбыстық өңдеу сияқты жаңа технологиялар пайда болғаннан бастап, «конвенциялық машинамен өңдеу» ретронимі осы классикалық технологияларды жаңа технологиялардан ажырату үшін қолданыла бастады. Қазіргі уақытта ешқандай нақтыламасыз «машинамен өңдеу» термині көбінесе дәстүрлі машинамен өңдеу процестерін білдіреді. 2000-2010 жылдарда қосымша өндіріс (Additive Manufacturing - AM) бұрынғы зертханалық және прототиптік контекстінен асып, өндірістің барлық кезеңдерінде стандартқа айнала бастағанда, AM-ға логикалық қарсылық ретінде «субтрактивті өндіріс» термині жиі қолданылатын болды, ол бұрын «машинамен өңдеу» терминімен қамтылған кез келген материалды алып тастау процесін қамтиды. Екі термин мәні жағынан бірдей, бірақ «машинамен өңдеу» терминінің ұзақ жылдар бойы қолданылуы жалғасуда. Бұл, байланыс құралының мағынасының кеңеюіне байланысты (телефон, электрондық пошта, IM, SMS және т.б.) «байланыс» етістігінің дамуымен салыстыруға болады, бірақ ол бұрынғы «қоңырау шалу», «сөйлесу» немесе «жазу» сияқты терминдерді толыққанды алмастырмады.
The precise meaning of the term machining has changed over the past one and a half centuries as technology has advanced in a number of ways. In the 18th century, the word machinist meant a person who built or repaired machines. This person's work was primarily done by hand, using processes such as the carving of wood and the writing forging and hand filing of metal. At the time, millwrights and builders of new kinds of engines (meaning, more or less, machines of any kind), such as James Watt or John Wilkinson, would fit the definition. The noun machine tool and the verb to machine (machined, machining) did not yet exist. Around the middle of the 20th century, the latter words were coined as the concepts they described evolved into widespread existence. Therefore, during the Machine Age, machining referred to (what we today might call) the "traditional" machining processes, such as turning, boring, drilling, milling, broaching, sawing, shaping, planing, abrasive cutting, reaming, and tapping. In these "traditional" or "conventional" machining processes, machine tools, such as lathes, milling machines, drill presses, or others, are used with a sharp cutting tool to remove material to achieve a desired geometry. Since the advent of new technologies in the post–World War II era, such as electrical discharge machining, electrochemical machining, electron beam machining, photochemical machining, and ultrasonic machining, the retronym "conventional machining" can be used to differentiate those classic technologies from the newer ones. Currently, "machining" without qualification usually implies the traditional machining processes. In the decades of the 2000s and 2010s, as additive manufacturing (AM) evolved beyond its earlier laboratory and rapid prototyping contexts and began to become standard throughout all phases of manufacturing, the term subtractive manufacturing became common retronymously in logical contrast with AM, covering essentially any removal processes also previously covered by the term machining. The two terms are effectively synonymous, although the long established usage of the term machining continues. This is comparable to the idea that the verb sense of contact evolved because of the proliferation of ways to contact someone (telephone, email, IM, SMS, and so on) but did not entirely replace the earlier terms such as call, talk to, or write to.
Өңдеу жұмыстары
Машинамен өңдеу – кескіш құралдың дайындамадан материалды алып тастайтын кез келген процесс (дайындама көбінесе "жұмыс" деп аталады). Дәстүрлі машинамен өңдеуде материалды алып тастау үшін құрал мен дайындама арасында салыстырмалы қозғалыс қажет; дәстүрлі емес машинамен өңдеу процестері материалды алып тастаудың басқа әдістерін пайдаланады, мысалы, электр тогы арқылы ЭДМ (электр разрядты өңдеу) жүргізіледі. Бұл салыстырмалы қозғалыс көбінесе машинамен өңдеу операцияларында құралдың немесе дайындаманың қозғалысы (жанама айналу немесе жанама қозғалыс арқылы) арқылы қамтамасыз етіледі. Құралдың пішіні, салыстырмалы қозғалысы және дайындамаға ену тереңдігі, нәтижедегі жұмыс бетінің қажетті пішінін құрайды. Машинамен өңдеу операцияларын дәстүрлі және дәстүрлі емес операцияларға бөлуге болады. Дәстүрлі операциялардың ішінде, машиналайтын пішініне қарай екі категорияға бөлінеді: бұрғылау, тесіктеу, кескішпен өңдеу, калибрлеу, бұранда шабу және т.б. сияқты дөңгелек пішіндер, және фрезерлеу, тісті дөңгелек жасау, аралау, ұнтақтау және пішіндеу сияқты әртүрлі/түзу пішіндер.
Machining is any process in which a cutting tool removes material from the workpiece (the workpiece is often called the "work"). Relative motion is required in traditional machining between the device and the work to remove material; non traditional machining processes use other methods of material removal, such as electric current in EDM (electro discharge machining). This relative motion is achieved in most machining operations by moving (by lateral rotary or lateral motion) either the tool, or the workpiece. The shape of the tool, the relative motion, and its penetration into the work, produce the desired shape of the resulting work surface. Machining operations can be broken down into traditional, and non traditional operations. Within the traditional operations, there are two categories of machining based on the shape they machine; being circular shapes that includes; turning, boring, drilling, reaming, threading and more, and various/straight shapes that includes; milling, broaching, sawing, grinding and shaping.
Дөңгелекті өңдеу
Бұрау операциялары жұмыс дайындамасының сыртқы бетін айналдыруды қамтиды, кескіш құрал айналмайды және дайындамаға жылжытылады. Дайындаманың айналуы – құралға қатысты салыстырмалы қозғалыс жасау тәсілі. Токарлық станоктар бұрау операцияларында қолданылатын негізгі жабдық болып табылады. Боровкалау – тесіктің ішкі бетін диаметрін ұлғайту үшін өңдеу. Бұл операцияны токарлық станокта дайындаманы бұра отырып (ішкі бұрау деп те аталады) немесе фрезерлеу станогында, құрал тесіктің шеңбері бойынша айналып жүргенде орындауға болады. Бұрғылау операциялары – бұрғылау құралының (көбінесе бұрғы ұшы қолданылады) кескіш жиектері төменгі беті мен шетінде орналасқан, айналатын кескіш құралды дайындамаға осьтік бағытта жақындату арқылы тесіктер жасау немесе жақсарту операциялары. Бұрғылау операцияларын токарлық станокта, фрезерлеу станогында, бұрғылау станогында, тіпті қолмен орындауға болады. Сыртқы жиекке бұрау (немесе қалыптастыру) – бұрышты (ішкі жиекке) немесе білікті (сыртқы жиекке) тұрақты қадаммен және қарама-қарсы жиектерді айналу қозғалысымен қабылдауға арналған белгілі бір геометриямен спиральді (жіп) кесуді қамтиды, бұл элементтерді біріктіру үшін қолданылады (мысалы, гайка мен бұранда).
Turning operations involve rotating the exterior of the workpiece against a non rotating cutting tool that is moved into the workpiece. The rotation of the workpiece is the method of producing a relative motion against the tool. Lathes are the principal machine tool used in turning. Boring involves the machining of an internal surface of a hole to increase it diameter, this can be performed by either turning the workpiece on a lathe (also called internal turning), or a mill where a tool is rotated around the circumference of the hole. Drilling operations are those in which holes are produced or refined by bringing a rotating cutting tool (often using a drill bit) with cutting edges on the lower face and edge, that is brought into contact axially with the workpiece. Drilling operations can be performed on a lathe, mill or drill press, or even by hand. Threading or tapping involves the cutting of defined helix (thread) into a hole (tapping or threading), or onto shaft (threading), with a constant pitch, and specific geometry designed to accept the opposite thread and object in a turning motion to fasten items together (e. g. a nut and bolt)
Түрлі пішінді өңдеу
Ағаш кесу – материалды екіге бөлгенше, материалдан кесілген (қалыңдығы) кесу үшін, материалға қарсы тісті (айналмалы ара) немесе сызықтық (тізбекті ара) пышақты өткізетін ара немесе кескіш машинаны қолдана отырып, бар материалдан кішірек кесу ұзындығын жасау. Материалға байланысты, пышақтың жылдамдығы (минутына метр немесе минутына фут), тістердің сызықтық жылдамдығы ретінде өлшенуі мүмкін, ол минутына 200-ден 1000 футқа дейін жетеді. Фрезерлеу – цилиндрлік бетінде кескіш жиектері бар кескіш құралды жұмыс дайындамасына қарсы келтіріп, айналмалы құрал білігі мен төменгі жиегінің пішініндегі материалды алып тастау. Фрезерлік станоктар фрезерлеуде қолданылатын негізгі құрал машиналар болып табылады. Жаңартқыш CNC станоктары токарлық және фрезерлеу операцияларын біріктіре алады. Браушинг екі операцияны білдіре алады: сызықтық браушинг, онда көп тісті құрал қажетті пішінді (мысалы, шпон, квадрат немесе алтыбұрыш пішін) кесу үшін тесіктен немесе бет бойымен өткізіледі, браушингтің тістерінің ұлғайып бара жатқан мөлшері арқасында кесулер үлкейеді; немесе ротациялық браушинг, онда дайындалған құрал арнайы құрал ұстағышта айналады, ол құралды айналдырып, оның осін өзгертеді, құрал мен жұмыс дайындамасы өңдеу кезінде біріктіріліп, қажетті пішінді кесу үшін қолданылады. Токарлық станокта жұмыс істегенде, жұмыс дайындамасы мен кескіш құрал бірге айналады, ал құрал ұстағышы құйрық станында бекітілген күйде қалады; фрезерлеу кезінде кескіш құрал жұмыс дайындамасына тиісімен тоқтап, тек айналу осінде қозғалады, ал құрал ұстағышы фрезерде айналады. Пішіндеу операциялары – жұмыс дайындамасынан материалды айналмайтын кескіш құралдың сызықтық қозғалысы арқылы алып тастау, ол жұмыс дайындамасының бетімен жылжытылады және жазық геометрияны кесуге арналған. Пішіндеу станогы көбінесе токарлық құралдарға ұқсас пішін мен геометрияға ие, жоғары жылдамдықты болаттан жасалған құралдарды қолданады. Пішіндеу, дөңгелек емес, сызықтық осьте бұрылуға ұқсас. Пішіндеу операциялары пішіндеу станогында орындалады, ол алға-артқа қозғалады, бірақ тек бір бағытта ғана кеседі. Құралды жұмыс дайындамасынан көтеру үшін, оны артқа жылжыту үшін клапанды қорап қолданылады. Азу операциялары – абразивті материалды (мысалы, тас, алюминий оксиді немесе алмаз) жылдам қозғалатын/айналмалы күйде жұмыс дайындамасына өткізіп, құралдың абразивті бетін пайдалану арқылы материалды алып тастауды қамтиды.
Sawing aims to create smaller cut lengths of bar stock material, using a saw, or cut off machine that passing a spinning (circular saw) or linear (band saw) toothed blade against the material to cut a kerf (thickness) from the material until it is cut in two. Depedning on the material, a certain blade speed (in metres per minute, or feet per minute)measured as the linear speed of the teeth, may be required, between as low as 200 or 1000 feet per minute. Milling operations are operations where the cutting tool with cutting edges along its cylindrical face are brought against a workpiece to remove material in the profile of the spinning tools shaft and lower edge. Milling machines are the principal machine tool used in milling. Advanced CNC machines may combine lathe and milling operations. Broaching can refer to two operations, linear broaching, where a multi toothed tool is pressed through a hole to cut a desired shape (e. g. a spline, square, or hex shape) or along a surface by taking increasingly larger cuts by the increasing sized teeth of the broach; or rotary broaching, where a drafted tool is rotated in a special toolholder that rocks the tool around and offset axis, the tool and workpiece and mated together during machining in order to cut the desired shape. When performed in a lathe the workpiece and cutting tool rotate together, while the toolholder remains static in the tail stock; when milling the cutting tool stops once in contact with the workpiece, only rocking around the offset axis, with the toolholder rotating in the mill. Shaping operations are those which remove material from a workpiece through the linear movement of a non rotating cutting tool, that is pushed along the surface of a workpiece, and designed to cut flat geometry. A shaper often uses High Speed Steel tooling similar in shape and geometry to lathe tooling. Shaping is similar to turning, in a linear axis as opposed to a circular one. Shaping operations are performed using a Shaper machine, that strokes back and forth, but cuts only in one direction. A clapper box is used to raise the tool up from the work piece so that it can move backwards. Grinding operations involve the passing a fast moving/rotating abrasive material, such as stone, aluminium oxide, or diamond against a workpiece to remove material via grinding the material away using the abrasive surface of the tool.
Субтрактивті және аддитивті әдістердің өзара байланысы
Соңғы уақытта аддитивті өндіріс технологияларының кеңінен таралуына байланысты, дәстүрлі механикалық өңдеу, ойлау және тілде, керісінше, азайту өндірісі әдісі ретінде қарастырыла бастады. Нақты жағдайларда аддитивті және азайту әдістері бір-бірімен бәсекелесе алады. Ал жалпы өнеркәсіп саласын қарастырғанда, олардың қарым-қатынасы толықтырып тұрады. Әрбір әдістің өз артықшылықтары бар. Аддитивті өндіріс әдістері машинамен қайта жасау мүмкін емес, өте күрделі прототиптік үлгілерді жасаса да, олардың беріктігі мен материалдарды таңдау мүмкіндігі шектеулі болуы мүмкін.
With the recent proliferation of additive manufacturing technologies, conventional machining has been retronymously classified, in thought and language, as a subtractive manufacturing method. In narrow contexts, additive and subtractive methods may compete with each other. In the broad context of entire industries, their relationship is complementary. Each method has its advantages over the other. While additive manufacturing methods can produce very intricate prototype designs impossible to replicate by machining, strength and material selection may be limited.