För att bearbeta olika material som metall, järnlegeringar, trä och vissa plaster används särskilda bearbetningsmaskiner. Dessa kallas verktygsmaskiner och används för att forma massiva arbetsstycken. Några av deras egenskaper är att de är stationära, stora till dimensionerna och att de kan utföra tre typer av bearbetning.
Vilka är typerna av bearbetning?
Inom metallindustrin finns tre typer av bearbetning av detaljer: spånavskiljande bearbetning, bearbetning utan spånavskiljning och slipning. Den första typen går ut på avverkning av överskottsmaterial från detaljens yta i små partiklar som kallas spån; denna typ av bearbetning kan utföras av maskiner som svarvar och fräsmaskiner.
Bearbetningsmaskiner utan spånavskiljning är de som utför andra metoder för att forma detaljerna. Ett exempel är pressen i sina olika varianter. Pressar används för att deformera metallplåtar, det vill säga plåt, men de avverkar inga spån. Till maskiner utan spånavskiljning räknas också gnistbearbetningsmaskiner (EDM), de som använder laserskärning, de som skär med plasma och så vidare.
Slutligen är bearbetning genom slipning ett arbete där detaljen slits ned med en slipskiva. Slipskivan består av slipkorn som binds samman med ett bindemedel och som nöter ned detaljens yta. De maskiner som utför dessa operationer är slipmaskiner.
Vad är bearbetningsmaskiner?
Bearbetningsmaskiner eller verktygsmaskiner kännetecknas av att de använder en energikälla som inte är mänsklig, även om många maskiner också kräver operatörernas ingripande när ingen annan energikälla finns. Uppfinningen av sådana maskiner är nämligen mycket gammal. Den första svarven tros ha tillverkats under antiken. Den svarv vi känner i dag skapades ungefär år 1751 och hade ett justerbart skärverktyg som styrdes mekaniskt.
Det stora tekniska språnget för dessa maskiner kom dock under industriella revolutionen, då ångmaskinen uppfanns. Det var efter denna revolution inom maskinerna som fräsmaskinen blev populär och tillsammans med svarven blev en av de mest använda utrustningarna i verkstäderna.
Dessa maskiner kan dessutom styras med handhjul, kugghjul och spakar, men också automatiskt och datorstyrt. Den numeriska styrningen (CNC) uppfanns faktiskt på 60-talet, när datorer började integreras i maskinerna för att effektivisera processerna. Den här typen av utrustning har den mest avancerade tekniken och gör det möjligt att förbättra produktionen, minska leveranstiderna och arbetskostnaderna. Dessutom kan man med dem skapa detaljer med betydligt mer komplexa konstruktioner.
Märkligt nog kallas bearbetningsmaskiner för modermaskiner, eftersom de kan skapa övriga maskiner, inklusive sig själva. Dessutom kan de tillverka detaljer i olika storlekar som används inom olika branscher, från en skruv till ett flygplans flygkropp.
Typer av maskiner
Bearbetningsmaskiner kan delas in i tre olika typer, oavsett vilken bearbetning de utför. De kan vara grovbearbetande (de avverkar spån), pressar (de skapar detaljer genom deformation) och specialmaskiner. De sistnämnda använder andra tekniker för bearbetning, till exempel laserskärning, plasma eller gnistbearbetning.
De viktigaste grovbearbetande maskinerna, som också kallas konventionella, är:
- Svarv: bearbetar rotationssymmetriska detaljer som fastspänns i ett chuck och roterar, medan skärverktyget närmar sig ytan och avverkar spån. Används för bearbetning av cylindriska och koniska former. Den kan även borra om man monterar en borr.
- Fräsmaskin: använder ett skärverktyg med flera eggar som kallas fräs. Spindelhuvudet på maskinen står stilla, medan arbetsstycket förs mot det för att avlägsna material.
- Borrmaskin: används för att borra hål genom att rotera ett verktyg (borret).
- Slipmaskiner eller polermaskiner: använder en skiva eller slipskiva som nöter ned detaljens yta för att förbättra ytfinishen.
Däremot finns pressar i olika typer, till exempel mekaniska och hydrauliska, och de används för deformation. För detta placeras detaljen på en matris under en stämpel som, när den aktiveras, pressas mot detaljen för att deformera den bortom de elastiska gränserna.
De icke-konventionella och speciella bearbetningsmaskinerna är:
- Gnistbearbetningsmaskin: använder elektriska gnistor som smälter materialets partiklar. Den kan vara av typen elektrod eller tråd (ledande tråd). Detaljerna placeras i en icke ledande vätska.
- Plasmabåge: använder en gasstråle med hög temperatur och högt tryck för att kunna skära i materialet.
- Laser: bearbetning med laser gör det möjligt att skära ytor genom att förånga materialet vid höga temperaturer.
- Ultraljud: använder vibrationer med ultraljudshastighet och utnyttjar slipande material och vatten för bearbetning genom friktion.