מוצר עיבוד CNC של ברזל יצוק אפור

עיבוד שבבי הוא תהליך שבו חומר (לעיתים קרובות מתכת) נחתך לצורה וגודל סופיים רצויים על ידי תהליך מבוקר של הסרת חומר.התהליכים שיש להם את הנושא המשותף הזה, הסרת חומרים מבוקרת, ידועים היום ביחד בשם ייצור מחסור, בהבדל מתהליכים של הוספת חומרים מבוקרת, הידועים בשם ייצור תוסף.בדיוק מה שרומז החלק ה"נשלט" של ההגדרה יכול להשתנות, אבל זה כמעט תמיד מרמז על שימוש בכלי מכונות (בנוסף רק לכלים חשמליים וכלי עבודה ידניים).

עיבוד שבבי הוא חלק מייצור של רביםמוצרי מתכת, אך ניתן להשתמש בו גם על חומרים כגון עץ, פלסטיק, קרמיקה וחומרים מרוכבים.אדם שמתמחה בעיבוד שבבי נקרא מכונאי.חדר, בניין או חברה שבהם מתבצע עיבוד שבבי נקרא חנות מכונות.מרבית העיבודים המודרניים מתבצעים על ידי בקרה מספרית ממוחשבת (CNC), שבה משתמשים במחשבים לשליטה בתנועה ותפעול של הטחנות, המחרטות ומכונות חיתוך אחרות.זה מגביר את היעילות, מכיוון שמכונת ה-CNC פועלת לא מאוישת ולכן מפחיתה את עלויות העבודה עבור חנויות מכונות.

שלושת תהליכי העיבוד העיקריים מסווגים כחריטה, קידוח וכרסום.פעולות אחרות הנכללות בקטגוריות שונות כוללות עיצוב, הקצעה, שעמום, שבירה וניסור.

פעולות סיבוב הן פעולות המסובבות את חומר העבודה כשיטה העיקרית להזזת מתכת כנגד כלי החיתוך.מחרטות הן כלי המכונה העיקרי המשמש בחריטה.

פעולות כרסום הן פעולות שבהן כלי החיתוך מסתובב כדי להביא קצוות חיתוך להיצמד לחומר העבודה.מכונות כרסום הן כלי המכונה העיקרי המשמש כרסום.

פעולות קידוח הן פעולות שבהן מייצרים או מחזקים חורים על ידי הבאת חותך מסתובב עם קצוות חיתוך בקצה התחתון במגע עם חומר העבודה.פעולות הקידוח נעשות בעיקר במכבשי מקדחים אך לעיתים במחרטות או במפעלים.

פעולות שונות הן פעולות שבאופן קפדני לא עשויות להיות פעולות עיבוד שבבי, שכן ייתכן שהן אינן פעולות לייצור ספייס אבל פעולות אלו מבוצעות בכלי מכונה טיפוסי.הברקה היא דוגמה לניתוח שונה.ליטוש אינו מייצר שפשוף אך ניתן לבצע במחרטה, בטחנה או מקדחה.

חומר עבודה לא גמור הדורש עיבוד יצטרך לחתוך חומר כלשהו כדי ליצור מוצר מוגמר.מוצר מוגמר יהיה חומר עבודה העומד במפרטים שנקבעו עבור חומר עבודה זה על ידי שרטוטים הנדסיים או שרטוטים.לדוגמה, חומר עבודה עשוי להיות בעל קוטר חיצוני ספציפי.מחרטה היא כלי מכונה שניתן להשתמש בו ליצירת קוטר זה על ידי סיבוב חומר עבודה מתכתי, כך שכלי חיתוך יכול לחתוך מתכת, וליצור משטח חלק ועגול התואם לקוטר ולגימור פני השטח הנדרשים.ניתן להשתמש במקדחה כדי להסיר מתכת בצורת חור גלילי.כלים נוספים שעשויים לשמש לסוגים שונים של הסרת מתכות הם מכונות כרסום, מסורים ומכונות שחיקה.הרבה מאותן טכניקות משמשות בעיבוד עץ.

טכניקות עיבוד מתקדמות כוללות דיוקעיבוד CNC, עיבוד שבבי פריקה חשמלית (EDM), שחיקה אלקטרו-כימית, חיתוך לייזר או חיתוך סילון מים לעיצוב חלקי עבודה ממתכת.

כמיזם מסחרי, עיבוד שבבי מבוצע בדרך כלל בחנות מכונות, המורכבת מחדר עבודה אחד או יותר המכילים כלי מכונות עיקריים.למרות שחנות מכונות יכולה להיות פעולה עצמאית, עסקים רבים מקיימים מכונות פנימיות התומכות בצרכים המיוחדים של העסק.

עיבוד שבבי דורש תשומת לב לפרטים רבים כדי שחומר עבודה יעמוד במפרטים המפורטים בשרטוטים ההנדסיים או בשרטוטים.מלבד הבעיות הברורות הקשורות למידות נכונות, ישנה בעיה של השגת הגימור הנכון או חלקות פני השטח על חומר העבודה.הגימור הנחות שנמצא על פני השטח המעובדים של חומר עבודה עשוי להיגרם מהידוק שגוי, כלי משעמם או הצגה לא הולמת של כלי.לעתים קרובות, גימור משטח גרוע זה, המכונה פטפוט, ניכר על ידי גימור גלי או לא סדיר, והופעת גלים על המשטחים המעובדים של חומר העבודה.

עיבוד שבבי הוא כל תהליך שבו נעשה שימוש בכלי חיתוך כדי להסיר שבבי חומר קטנים מחומר העבודה (חומר העבודה מכונה לעתים קרובות "העבודה").לביצוע הפעולה נדרשת תנועה יחסית בין הכלי לעבודה.תנועה יחסית זו מושגת ברוב פעולת העיבוד שבאמצעות תנועה ראשונית, הנקראת "מהירות חיתוך" ותנועה משנית הנקראת "הזנה".צורת הכלי וחדירתו למשטח העבודה, בשילוב תנועות אלו, מייצרים את הצורה הרצויה של משטח העבודה המתקבל.

פעולות עיבוד שבבי
ישנם סוגים רבים של פעולות עיבוד, שכל אחת מהן מסוגלת ליצור גיאומטריה מסוימת של חלק ומרקם פני השטח.

בסיבוב, כלי חיתוך עם קצה חיתוך יחיד משמש להסרת חומר מחומר מסתובב כדי ליצור צורה גלילית.התנועה העיקרית מסופקת על ידי סיבוב חומר העבודה, ותנועת ההזנה מושגת על ידי הזזת כלי החיתוך באיטיות בכיוון המקביל לציר הסיבוב של חומר העבודה.

קידוח משמש ליצירת חור עגול.זה מושג על ידי כלי מסתובב שיש לו בדרך כלל שניים או ארבעה קצוות חיתוך סליליים.הכלי מוזן בכיוון מקביל לציר הסיבוב שלו לתוך חומר העבודה כדי ליצור את החור העגול.

במשעמום, כלי עם קצה מחודד יחיד כפוף מועבר לחור עשוי גס בחומר מסתובב כדי להגדיל מעט את החור ולשפר את הדיוק שלו.זוהי פעולת גימור עדינה המשמשת בשלבים האחרונים של ייצור המוצר.

רימינג היא אחת מפעולות גודל המסירה כמות קטנה של מתכת מחור שכבר קדח.

בכרסום, כלי מסתובב עם קצוות חיתוך מרובים מועבר באיטיות ביחס לחומר כדי ליצור מישור או משטח ישר.כיוון תנועת ההזנה מאונך לציר הסיבוב של הכלי.תנועת המהירות מסופקת על ידי חותך הכרסום המסתובב.שתי הצורות הבסיסיות של כרסום הן: כרסום היקפי וכרסום פנים.

פעולות עיבוד קונבנציונליות אחרות כוללות עיצוב, הקצעה, חיתוך וניסור.כמו כן, השחזה ופעולות שוחקים דומות נכללות לעתים קרובות בקטגוריית העיבוד שבבי.

לכלי חיתוך יש קצוות חיתוך חדים אחד או יותר והוא עשוי מחומר קשה יותר מחומר העבודה.קצה החיתוך משמש להפרדת שבב מחומר העבודה האב.שני המשטחים של הכלי מחוברים לקצה החיתוך:

פני המגרפה והאגף.
פני הגרף המכוונים את זרימת השבב החדש שנוצר, מכוונים בזווית מסוימת נקראת זווית הגריפה "α".הוא נמדד ביחס למישור הניצב למשטח העבודה.זווית הגריפה יכולה להיות חיובית או שלילית.הצד של הכלי מספק מרווח בין הכלי למשטח העבודה החדש, ובכך מגן על המשטח מפני שחיקה, שתדרדר את הגימור.זווית זו בין משטח העבודה למשטח האגף נקראת זווית ההקלה.ישנם שני סוגים בסיסיים של כלי חיתוך:

כלי נקודה אחת וכלי חדיש מרובים
לכלי נקודתי יחיד יש קצה חיתוך אחד והוא משמש לפנייה, משעמם והקצעה.במהלך העיבוד, נקודת הכלי חודרת מתחת למשטח העבודה המקורי של חלק העבודה.הנקודה מעוגלת לפעמים לרדיוס מסוים, הנקרא רדיוס האף.

לכלים חדישים מרובים יש יותר מקצה חיתוך אחד ובדרך כלל משיגים את התנועה שלהם ביחס לחלק העבודה על ידי סיבוב.קידוח וכרסום משתמשים בכלי סיבוב מרובים חדישים.למרות שהצורות של כלים אלה שונות מכלי חד-נקודתי, אלמנטים רבים של גיאומטריית הכלים דומים.