Producte de mecanitzat CNC de ferro colat gris

El mecanitzat és un procés en el qual un material (sovint metall) es talla a la forma i mida finals desitjades mitjançant un procés d'eliminació de material controlat. Els processos que tenen aquest tema comú, l'eliminació controlada de material, es coneixen avui col·lectivament com a fabricació subtractiva, a diferència dels processos d'addició controlada de material, que es coneixen com a fabricació additiva. Exactament el que implica la part "controlada" de la definició pot variar, però gairebé sempre implica l'ús de màquines eina (a més de només eines elèctriques i eines manuals).

El mecanitzat forma part de la fabricació de moltsproductes metàl·lics, però també es pot utilitzar en materials com la fusta, el plàstic, la ceràmica i els compostos. Una persona especialitzada en mecanitzat s'anomena maquinista. Una sala, edifici o empresa on es fa el mecanitzat s'anomena taller mecànic. Gran part del mecanitzat modern es realitza mitjançant control numèric per ordinador (CNC), en el qual s'utilitzen ordinadors per controlar el moviment i el funcionament dels molins, torns i altres màquines de tall. Això augmenta l'eficiència, ja que la màquina CNC funciona sense tripulació, reduint així els costos laborals dels tallers mecànics.

Els tres processos de mecanitzat principals es classifiquen en tornejat, trepat i fresat. Altres operacions que pertanyen a categories diverses inclouen el conformat, el planejat, el mandrinat, el brotxat i el serrat.

Les operacions de tornejat són operacions que fan girar la peça com a mètode principal per moure metall contra l'eina de tall. Els torns són la principal màquina-eina utilitzada en el tornejat.

Les operacions de fresat són operacions en què l'eina de tall gira per portar les vores de tall contra la peça. Les fresadores són la principal màquina eina utilitzada en el fresat.

Les operacions de perforació són operacions en què es produeixen o perfeccionen forats posant en contacte amb la peça un tallador giratori amb vores de tall a l'extremitat inferior. Les operacions de perforació es fan principalment en premses de perforació però de vegades en torns o molins.

Les operacions diverses són operacions que, en sentit estricte, poden no ser operacions de mecanitzat, ja que poden no ser operacions de producció d'escombraries, però aquestes operacions es realitzen amb una màquina-eina típica. El brunyit és un exemple d'operació diversa. El brunyit no produeix encenalls, però es pot realitzar en un torn, un molí o una premsa de trepant.

Una peça sense acabar que requereixi mecanitzat haurà de tallar algun material per crear un producte acabat. Un producte acabat seria una peça de treball que compleix les especificacions establertes per a aquesta peça mitjançant dibuixos d'enginyeria o plànols. Per exemple, es pot requerir que una peça de treball tingui un diàmetre exterior específic. Un torn és una màquina-eina que es pot utilitzar per crear aquest diàmetre girant una peça de metall, de manera que una eina de tall pot tallar el metall, creant una superfície llisa i rodona que coincideixi amb el diàmetre i l'acabat de la superfície requerits. Es pot utilitzar un trepant per treure metall en forma de forat cilíndric. Altres eines que es poden utilitzar per a diversos tipus d'eliminació de metalls són les fresadores, les serres i les rectificadores. Moltes d'aquestes mateixes tècniques s'utilitzen en el treball de la fusta.

Les tècniques de mecanitzat avançades inclouen la precisióMecanitzat CNC, mecanitzat per descàrrega elèctrica (EDM), erosió electroquímica, tall làser o tall per raig d'aigua per donar forma a peces metàl·liques.

Com a empresa comercial, el mecanitzat es realitza generalment en un taller de màquines, que consta d'una o més sales de treball que contenen màquines-eina principals. Tot i que un taller de màquines pot ser una operació autònoma, moltes empreses mantenen tallers de màquines interns que donen suport a les necessitats especialitzades del negoci.

El mecanitzat requereix atenció a molts detalls perquè una peça compleixi les especificacions establertes als plànols o plànols d'enginyeria. A més dels problemes evidents relacionats amb les dimensions correctes, hi ha el problema d'aconseguir l'acabat correcte o la suavitat de la superfície de la peça. L'acabat inferior que es troba a la superfície mecanitzada d'una peça pot ser causat per una fixació incorrecta, una eina apagada o una presentació inadequada d'una eina. Sovint, aquest mal acabat superficial, conegut com a xerrada, és evident per un acabat ondulat o irregular i l'aparició d'ones a les superfícies mecanitzades de la peça.

El mecanitzat és qualsevol procés en què s'utilitza una eina de tall per eliminar petites estelles de material de la peça de treball (la peça de treball sovint s'anomena "treball"). Per realitzar l'operació, cal un moviment relatiu entre l'eina i l'obra. Aquest moviment relatiu s'aconsegueix en la majoria de les operacions de mecanitzat mitjançant un moviment primari, anomenat "velocitat de tall" i un moviment secundari anomenat "alimentació". La forma de l'eina i la seva penetració a la superfície de treball, combinades amb aquests moviments, produeixen la forma desitjada de la superfície de treball resultant.

Operacions de mecanitzat
Hi ha molts tipus d'operacions de mecanitzat, cadascuna de les quals és capaç de generar una determinada geometria de la peça i textura superficial.

En tornejat, s'utilitza una eina de tall amb un sol tall per eliminar material d'una peça giratòria per generar una forma cilíndrica. El moviment primari s'obté fent girar la peça de treball i el moviment d'alimentació s'aconsegueix movent l'eina de tall lentament en una direcció paral·lela a l'eix de rotació de la peça.

La perforació s'utilitza per crear un forat rodó. S'aconsegueix mitjançant una eina giratòria que normalment té dues o quatre vores de tall helicoïdals. L'eina s'introdueix a la peça en una direcció paral·lela al seu eix de rotació per formar el forat rodó.

En l'avorriment, una eina amb una sola punta de punta doblegada s'avança a un forat fet aproximadament en una peça de treball girant per ampliar lleugerament el forat i millorar-ne la precisió. És una operació d'acabat fi que s'utilitza en les etapes finals de fabricació del producte.

L'escariat és una de les operacions de dimensionament que elimina una petita quantitat de metall d'un forat ja perforat.

En el fresat, una eina giratòria amb múltiples vores de tall es mou lentament en relació al material per generar una superfície plana o recta. La direcció del moviment d'alimentació és perpendicular a l'eix de rotació de l'eina. El moviment de velocitat és proporcionat per la fresa giratòria. Les dues formes bàsiques de fresat són: fresat perifèric i fresat frontal.

Altres operacions de mecanitzat convencionals inclouen el conformat, el planell, el brotxat i el serrat. A més, les operacions de rectificat i similars d'abrasiu s'inclouen sovint dins de la categoria de mecanitzat.

Una eina de tall té una o més vores de tall afilades i està feta d'un material més dur que el material de treball. El tall serveix per separar l'encenall del material de treball principal. Connectades a la vora de tall hi ha les dues superfícies de l'eina:

La cara del rastell i el flanc.
La cara de rasclet que dirigeix ​​el flux de xip acabat de formar, està orientada a un angle determinat s'anomena angle de rastell "α". Es mesura en relació al pla perpendicular a la superfície de treball. L'angle de rasclet pot ser positiu o negatiu. El flanc de l'eina proporciona un espai lliure entre l'eina i la superfície de treball acabada de formar, protegint així la superfície de l'abrasió, que degradaria l'acabat. Aquest angle entre la superfície de treball i la superfície del flanc s'anomena angle de relleu. Hi ha dos tipus bàsics d'eines de tall:

Eina d'un sol punt i eina d'avantguarda múltiple
Una eina d'un sol punt té un tall i s'utilitza per tornejar, mandrinar i planejar. Durant el mecanitzat, la punta de l'eina penetra per sota de la superfície de treball original de la peça de treball. De vegades, el punt s'arrodoneix a un radi determinat, anomenat radi del nas.

Les eines de tall múltiple tenen més d'un tall i solen aconseguir el seu moviment en relació amb la peça de treball girant. La perforació i el fresat utilitzen eines rotatives d'avantguarda múltiples. Tot i que les formes d'aquestes eines són diferents d'una eina d'un sol punt, molts elements de la geometria de l'eina són similars.