Produto de mecanizado CNC de fundición gris

O mecanizado é un proceso no que un material (a miúdo metálico) se corta na forma e tamaño final desexado mediante un proceso de eliminación controlada de material. Os procesos que teñen este tema común, a eliminación controlada de material, coñécense hoxe colectivamente como fabricación subtractiva, a diferenza dos procesos de adición controlada de material, que se coñecen como fabricación aditiva. O que implica exactamente a parte "controlada" da definición pode variar, pero case sempre implica o uso de máquinas-ferramenta (ademais de só ferramentas eléctricas e manuais).

O mecanizado forma parte da fabricación de moitosprodutos metálicos, pero tamén se pode usar en materiais como madeira, plástico, cerámica e compostos. Unha persoa especializada en mecanizado chámase maquinista. Unha sala, edificio ou empresa onde se fai o mecanizado chámase taller de máquinas. Gran parte do mecanizado moderno realízase mediante control numérico por ordenador (CNC), no que se utilizan ordenadores para controlar o movemento e o funcionamento dos muíños, tornos e outras máquinas de corte. Isto aumenta a eficiencia, xa que a máquina CNC funciona sen tripulación, polo que reduce os custos laborais dos talleres de máquinas.

Os tres principais procesos de mecanizado clasifícanse en torneado, perforación e fresado. Outras operacións que se clasifican en categorías diversas inclúen conformación, cepillado, mandrinado, brochado e serrado.

As operacións de torneado son operacións que xiran a peza de traballo como método principal para mover o metal contra a ferramenta de corte. Os tornos son a principal máquina ferramenta utilizada no torneado.

As operacións de fresado son operacións nas que a ferramenta de corte xira para levar os bordos cortantes contra a peza. As fresadoras son a principal máquina ferramenta utilizada na fresadora.

As operacións de perforación son operacións nas que se producen ou refinan buratos poñendo en contacto coa peza unha fresa xiratoria con bordos cortantes na extremidade inferior. As operacións de perforación realízanse principalmente en prensas de perforación pero ás veces en tornos ou muíños.

As operacións varias son operacións que, en rigor, poden non ser operacións de mecanizado, xa que poden non ser operacións de produción de viruta, senón que estas operacións realízanse nunha máquina ferramenta típica. O pulido é un exemplo de operación variada. O pulido non produce virutas, pero pódese realizar nun torno, molino ou perforadora.

Unha peza de traballo inacabada que requira mecanizado terá que cortar algún material para crear un produto acabado. Un produto acabado sería unha peza de traballo que cumpre coas especificacións establecidas para esa peza mediante debuxos de enxeñería ou planos. Por exemplo, é posible que unha peza de traballo teña un diámetro exterior específico. Un torno é unha máquina-ferramenta que se pode usar para crear ese diámetro xirando unha peza de metal, de xeito que unha ferramenta de corte pode cortar o metal, creando unha superficie lisa e redonda que coincida co diámetro e o acabado da superficie necesarios. Pódese usar unha broca para eliminar metal en forma de buraco cilíndrico. Outras ferramentas que se poden usar para varios tipos de eliminación de metais son fresadoras, serras e rectificadoras. Moitas destas mesmas técnicas utilízanse no traballo da madeira.

As técnicas avanzadas de mecanizado inclúen a precisiónMecanizado CNC, mecanizado por descarga eléctrica (EDM), erosión electroquímica, corte con láser ou corte por chorro de auga para dar forma a pezas metálicas.

Como empresa comercial, o mecanizado realízase xeralmente nun taller de máquinas, que consiste nunha ou máis salas de traballo que conteñen máquinas ferramenta importantes. Aínda que un taller de máquinas pode ser unha operación autónoma, moitas empresas manteñen talleres de máquinas internos que admiten as necesidades especializadas da empresa.

O mecanizado require atención a moitos detalles para que unha peza cumpra as especificacións establecidas nos planos ou planos de enxeñería. Ademais dos problemas obvios relacionados coas dimensións correctas, existe o problema de conseguir o acabado correcto ou a suavidade superficial da peza de traballo. O acabado inferior que se atopa na superficie mecanizada dunha peza pode deberse a unha suxeición incorrecta, a unha ferramenta apagada ou a presentación inadecuada dunha ferramenta. Con frecuencia, este mal acabado superficial, coñecido como chatter, é evidente por un acabado ondulado ou irregular, e a aparición de ondas nas superficies mecanizadas da peza.

O mecanizado é calquera proceso no que se utiliza unha ferramenta de corte para eliminar pequenas astillas de material da peza de traballo (a peza de traballo adoita chamarse "traballo"). Para realizar a operación, é necesario un movemento relativo entre a ferramenta e a obra. Este movemento relativo conséguese na maioría das operacións de mecanizado mediante un movemento primario, chamado "velocidade de corte" e un movemento secundario denominado "avance". A forma da ferramenta e a súa penetración na superficie de traballo, combinadas con estes movementos, producen a forma desexada da superficie de traballo resultante.

Operacións de mecanizado
Hai moitos tipos de operacións de mecanizado, cada unha das cales é capaz de xerar unha determinada xeometría da peza e textura superficial.

No torneado, utilízase unha ferramenta de corte cunha única aresta para eliminar o material dunha peza de traballo xiratoria para xerar unha forma cilíndrica. O movemento primario prodúcese xirando a peza de traballo e o movemento de avance conséguese movendo lentamente a ferramenta de corte nunha dirección paralela ao eixe de rotación da peza.

A perforación úsase para crear un burato redondo. Realízase mediante unha ferramenta xiratoria que normalmente ten dous ou catro bordos de corte helicoidais. A ferramenta introdúcese nunha dirección paralela ao seu eixe de rotación na peza de traballo para formar o burato redondo.

No aburrido, unha ferramenta cunha única punta puntiaguda dobrada é avanzada nun buraco aproximadamente feito nunha peza de traballo xiratoria para ampliar lixeiramente o burato e mellorar a súa precisión. É unha operación de acabado fino que se utiliza nas fases finais da fabricación do produto.

O escariado é unha das operacións de dimensionado que elimina unha pequena cantidade de metal dun burato xa perforado.

No fresado, unha ferramenta xiratoria con múltiples bordos de corte móvese lentamente en relación ao material para xerar unha superficie plana ou recta. A dirección do movemento de avance é perpendicular ao eixe de rotación da ferramenta. O movemento de velocidade é proporcionado pola fresa xiratoria. As dúas formas básicas de fresado son: fresado periférico e fresado frontal.

Outras operacións de mecanizado convencional inclúen a conformación, cepillado, brochado e serrado. Ademais, as operacións de rectificado e abrasivos similares adoitan incluírse dentro da categoría de mecanizado.

Unha ferramenta de corte ten un ou máis bordos cortantes e está feita dun material máis duro que o de traballo. O filo de corte serve para separar a viruta do material de traballo principal. Conectadas ao bordo cortante están as dúas superficies da ferramenta:

A cara de rastrillo e o flanco.
A cara de inclinación que dirixe o fluxo de chip recén formado, está orientada nun certo ángulo, chámase ángulo de inclinación "α". Mídese en relación ao plano perpendicular á superficie de traballo. O ángulo de inclinación pode ser positivo ou negativo. O flanco da ferramenta proporciona un espazo libre entre a ferramenta e a superficie de traballo recentemente formada, protexendo así a superficie da abrasión, que degradaría o acabado. Este ángulo entre a superficie de traballo e a superficie do flanco chámase ángulo de relevo. Hai dous tipos básicos de ferramentas de corte:

Ferramenta dun só punto e ferramenta de punta múltiple
Unha ferramenta de punta só ten un bordo cortante e úsase para tornear, perforar e cepillar. Durante o mecanizado, a punta da ferramenta penetra por debaixo da superficie de traballo orixinal da peza de traballo. Ás veces, o punto é redondeado a un certo radio, chamado radio do nariz.

As ferramentas de punta múltiple teñen máis dun filo e normalmente logran o seu movemento en relación á peza de traballo xirando. A perforación e o fresado utilizan ferramentas rotativas de punta múltiple. Aínda que as formas destas ferramentas son diferentes dunha ferramenta de punto único, moitos elementos da xeometría da ferramenta son similares.