Литье используют для производства широкой номенклатуры деталей – станин оборудования, блоков цилиндров, отопительных радиаторов и прочего.

Для изготовления отливок применяют – чугун, сталь, цветные металлы. Чаще всего из перечисленного списка используют чугунный литейный сплав. Это самый дешевый материал и отличается малой температурой плавления.

Форму для изготовления отливки собирают из формовочной земли или при использовании опоки изготовленной из металла или древесины.

Развитие литейного дела постоянно развивается и растет количества технологий, в частности, широкое применение получили такие способы, как литье под давлением, литье в кокиль, в выплавляемые формы. Это позволяет получить отливки, которые не нуждаются в дальнейшей обработке, а это приводит к снижению себестоимости готовой продукции.

Обработка давлением

Обработка металлических заготовок с использованием давления основана на эксплуатации их пластических свойств. Другими словами, так называют способность металла изменять свою форму, но при этом не подвергаться разрушению. При использовании этой технологии не только получают детали нужной конфигурации, но изменяют структуру материала и его основные механические свойства.

Основные технологические процессы способа:

1. Прокатка;
2. Волочение;
3. Прессование;
4. Ковка;
5. Штамповка.

Для повышения пластичности заготовки и уменьшения количества энергии, необходимой для выполнения операции заготовки могут быть нагреты. Его нагревают до заданной температуры, которая зависит от марки материала. Для нагревания материала могут быть применены горны, индукционные устройства и многие другие.

Значительное количество металла, обрабатываемого методом давления, нагревают в печах камерного типа или устройствах непрерывного действия с газовым подогревом. В прокатных станах, которых обрабатывают слябы, применяют греющие колодцы. Для разогрева заготовок из цветных металлов применяют печи электрического нагрева.

Штамповку можно условно разделить на следующие группы: прокатка, волочение, прессование, ковка и штамповка.

Прокатка – это самый широко распространённый метод переработки металла. Его пропускают через зазор, расположенный между валками, которые вращаются в разных направлениях. Иногда это проделывают для уменьшения сечения прутка, иногда для формирования профиля, например, двутавровую балку.

Волочение – эта технология, применяемая для получения проволоки разного диаметра, прутка. Волочение обеспечивает изготовление изделия с предельно точными размерами и отменным качеством шероховатости поверхности.

Прессование применяют для получения профильных изделий разного сечения и размера. Эту операцию применяют для прутка, труб разного профиля из цветных металлов. Эту операцию выполняют на прессах с гидравлическим приводом, обеспечивающих усилие в 15 000 тонн.

Ковка, это, пожалуй, одна из старых операций по обработке металлических материалов. Заготовку, разогретую до ковочной температуры, укладывают на твердое основание (наковальню) и при помощи ударного инструмента придают ей нужную форму. С применением свободной ковки можно обрабатывать заготовки весом до 250 тонн. В ковочных цехах устанавливают молоты, работающие под автоматическим или ручным управлением.

Сварка

Сварочное производство – это один из ключевых процессов, который применяют практически во всех отраслях промышленности. Этот способ применяют для получения неразъемных соединений деталей выполненных из стали. Кромки заготовок нагревают до жидкой фазы или пластичного состояния. После этого происходит перемешивание слоев металла и таким образом, происходит формирование сварного шва.

Сварку можно классифицировать по типу топлива, которое применяют для разогрева материала– химическую и электрическую.

Химическая сварка – это операция, в которой тепло генерирует происходящая химическая реакция. Этот вид разделяют на газовую и термитную. Термитная технология основывается на горении смеси порошка алюминия и окалины из железа. Температура горения этой смеси составляет порядка 3000 градусов. С помощью этого метода сваривают рельсы, силовые провода и пр.

При выполнении газовой сварки применяют смесь газов – ацетилен и кислород, можно использовать пропан, водород и некоторые другие газы. При горении смесь газов разогревается до 3100 градусов. Это позволяет не только сваривать между собой стальные заготовки, и резать стальные листы и прутья при выполнении заготовительных операций.

Для газовой сварки используют баллоны с закачанным газом и специальные горелки. Сварку этого типа применяют для работы с чугунами и сталью.

Электросварку ее можно разделить на дуговую и контактную. При первом виде разогрев металла происходит под действием дуги, которая возникает между проводником (электродом) и заготовкой. При выполнении второго вида ток проходит непосредственно через обрабатываемые заготовки.

Дуговая сварка работает и от постоянного тока, и от переменного. Сварочная дуга формируется при помощи генератора или трансформатора.

Сварка может быть выполнена с использованием ручного и автоматического оборудования. Последний тип обеспечивает высокое качество шва и поднимает эффективность работы.

Использование флюса обеспечивает защиту сварочной ванны от воздействия атмосферного кислорода.

Механическая обработка

Главное значение этой работы получение чертежом формы, размеров и чистоты поверхности детали. В процессе обработки с детали происходит снятие нескольких слоев металла (припуска). В роли заготовок выступают поковки, отливки и пр.

Мехобработка в виде резания – это самый распространенный вид механической обработки металлов при изготовлении деталей. Обработка выполняется в ходе движения рабочего инструмента и детали в ходе, которого происходит снятие с поверхности детали стружки.

Металлорежущее оборудование разделяют на классы, определяемые способом обрабатывания. В производстве изделий эксплуатировать следующие типы станков:

1. Токарно – винторезные, предназначенные для работ, связанных с обработкой деталей тел вращения (цилиндров, конусов), получения и расточки отверстий, производства резьбы. На таких станках эксплуатируют практически всю номенклатуру, выпускаемого инструмента, например, расточных резцов.
2. Сверлильные, их используют для получения в изделиях отверстий разного диаметра, обработки краев, нарезания резьбы.
3. Фрезерные, их используют для обработки поверхностей с целью получения сложных форм и пр.

Кроме вышеназванных типов оборудования используют и такие – строгальные, шлифовальные и многие другие типы.

В наши дни эксплуатируют как ручные, так и полностью автоматические станки, которые работают под управлением числового программного управления. В последнее время выпускается множество оборудования, которое позволяет выполнять и точение тел вращения, и фрезерование за одну установку заготовки.

Обработка применением электричества

Металлы обрабатывают с применением электричества. Существуют два основных способа – электроискровой и ультразвуковой.

Первый эксплуатировать для изготовления в теле детали отверстий разной формы, размеров и сложности. Эту технологию используют для производства инструмента, в частности, пресс-форм и штампов.

Второй способ применяют при работе с высоколегированными сталями, твердыми сплавами и пр. в частности его использование позволяет выполнять очистку поверхности детали от следов коррозии, масел и пр.

Каждый из способов обработки металла имеет множество разновидностей и предполагает использование соответствующего оборудования, инструмента и оснастки.

Рейтинг: 0/5 - 0 голосов

prompriem.ru

Обработка металла: основы, виды, технологии металлообработки

Человек издавна работает с разными видами металлов. Чаще всего, это прочные материалы, которые требуют специального подхода при изменении формы и размера. Обработка металла проводится на разных станках и с применением различных методик.

Обработка металла

Основные способы обработки

Основы металлообработки необходимо знать любому начинающему мастеру и литейщику. Зная, как себя ведут те или иные металлы при разных способах обработки, можно избежать ошибок при проведении технологического процесса.

Современная металлообработка включает в себя несколько основных направлений обработки:

1. Электрическая. С помощью этого способа можно сделать отверстия в металлических листах для заточки инструмента и работы с твердыми видами стали.
2. Механическая. Обширная группа методов обработки металлических заготовок. Их обрабатывают с помощью специального оборудования.
3. Химическая. Создание искусственной химической реакции с помощью кислот, щелочей и других компонентов.
4. Работа с давлением. Чтобы не нарушать целостность заготовки и изменить её форму, используется оборудование создающее мощное давление. Для изменения формы заготовки из твердых видов стали материал изначально разогревают.
5. Термическая. Чтобы улучшить технические характеристики материала, используются различные способы обработки заготовок температурой.

Технология металлообработки развивается и улучшается с каждым годом. Появляется новое оборудование и варианты работы с металлами.

От чего зависит тип обработки

Виды металлообработки подразумевают под собой разные способы работы с металлами. Каждый из методов выбирается в зависимости от твердости материала и других его характеристик. Также на это влияет то, что нужно сделать с заготовкой. Например, для изменения технических характеристик материала используется термическая обработка.  Чтобы изменить форму заготовки, может применяться механический способ или оборудование нагнетающее давление.

Электрическая обработка

Технология металлообработки с использованием электрических зарядов подразумевает под собой обработку материала с помощью специального оборудования. Они частично разрушают металлические заготовки.

Технологический процесс:

1. На электрод, изготовленный из графита или латуни, подаётся высокое напряжение.
2. Он соприкасается с обрабатываемой поверхностью.
3. Появляется искра и металл начинает расплавляться.

Чтобы частицы металла не разлетались, в пространство, остающееся между электродом и обрабатываемой поверхностью, заливают специальное масло. Оно улавливает металлические частицы.

Механическая обработка

Существуют различные виды механической обработки металлов. Это самая большая группа способов обработки материала, в которых используются специальные инструменты и оборудование. Механическое усилие позволяет снимать с заготовки слой металла.

Механическая обработка

Сверление и точение

Сверление — это обработка металлов с помощью специального оборудования. Технология сверления делится на несколько этапов:

1. Заготовка закрепляется на рабочем столе с помощью струбцин или тисков.
2. В патроне рабочего инструмента закрепляется оснастка — сверло или мечик для нарезания резьбы.
3. После включения электродвигателя, шпиндель раскручивает патрон. Оснастка проделывает в металлической заготовке отверстие нужного диаметра.

При выборе оснастки требуется учитывать характеристики обрабатываемого материала. Сверла выдерживают разные нагрузки.

Ещё одни распространённым видом механической обработки металла является точение. С помощью этого технологического процесса создаются детали цилиндрической и конусовидной формы. Метод сверления:

1. Заготовка закрепляется в подвижном шпинделе.
2. После включения двигателя она раскручивает заготовку.
3. Мастер подносит резцы для снятия слоя металла.

Классический принцип работы с методом сверления используется при работе с токарными станками. С помощью такого оборудования можно делать внутреннюю и наружную резьбу, а также изменять форму заготовки. Для этого используются различные резцы. Чтобы не навредить своему здоровью, требуется использовать защитные очки.

Шлифование и фрезерование

Ещё одним популярным способом обработки металла является фрезерование. Он похож на сверление.  С помощью фрезы можно изготавливать различные углубления в металлических поверхностях, создавать резьбу, обрабатывать торцы заготовок. При вращении шпинделя оснастка снимает слой металла.

Также в процессе обработки металла и дерева используются абразивные материалы. Круг с напылением фиксируется на подвижном валу, которые раскручивается с помощью электродвигателя. От выбора фракции абразива зависит тип обработки. Чтобы очистить поверхность от толстого слоя ржавчины или металла, требуется использовать абразивные круги с крупными частицами. Для финишной работы подходит мелкая фракция.

Шлифовальная обработка

Обработка давлением

Если механические виды обработки металлов не подходят и требуется сохранить целостность заготовки, мастера могут применять оборудование, работающее с давлением. Технологические процессы в этом случае разделяются на две группы:

1. Штамповка. Для этого метода используются два ключевых элемента — пуансон и матрица. Между этими деталями помещается обрабатываемая заготовка. Далее с помощью усилия она сдвигается. Заготовка принимает форму матрицы. Существует горячая и холодная штамповка. В первом варианте деталь изначально подвергается нагреванию.
2. Ковка. В давние времена кузнецы ковали оружие и доспехи. Для этого заготовка разогревалась в горне, а после этого по ней наносились удары с помощью молота. Так изменяется структура материала и улучшаются его характеристики.

Сейчас при ковке используются пневматические молоты и промышленные печи.

Химическая обработка

Чтобы понимать, как влияют химические вещества на заготовку, требуется знать, чем обработать металл. С помощью химикатов очищаются металлические поверхности от ржавчины и грязи. Также применяя гальванический процесс, позволяющий нанести защитное покрытие на заготовку. Химические вещества улучшает показатели устойчивости к коррозийным процессам. Существует несколько методов обработки материала химическими веществами:

1. Цементация — металл насыщается углеродом.
2. Борирование — при насыщении материала бором, увеличивается его показатель износоустойчивости.
3. Хромирование — хромом насыщаются только верхние слои металла. Устойчивость к коррозийным процессам увеличивается, но прочность не изменяется.
4. Азотирование — применяется для увеличения устойчивости металла к воздействию влаги и механическим повреждениям.

Также материалы могут покрываться защитным слоем алюминия.

Термообработка

Технология обработки металлов с помощью увеличения температуры используется для улучшения характеристик материала. Помимо правильного нагрева, деталь требуется охладить с определённой скоростью. Термическая обработка разделяется на несколько операций.

Термообработка металла

Отжиг

Чтобы повысить показатели пластичности и ковкости, к заготовке применяется процесс отжига. Его суть заключается в том, чтобы разогреть материал до определённой температуры, а затем оставить его остужать в печи. Проводится этот процесс, чаще всего, после литья. Таким образом снимается внутреннее напряжение.

Закалка

В первую очередь материал разогревается до температуры плавления. Далее он выдерживается в таком состояние определённый промежуток времени. За это время изменяется структура материала. Она становится прочнее. После нагревания заготовку опускают в воду или масла для быстрого охлаждения. Обработка металла с помощью закалки осуществляется для того, чтобы повысить твердость материала. Однако при этом снижается его вязкость и увеличивается хрупкость.

Отпуск

Этот технологический процесс выполняется после закалки. При отпуске материал разогревается до определенной температуры, а затем медленно охлаждается. Хрупкость детали уменьшается.

Старение

Считается одним из способов декоративного оформления материала. Заготовка медленно разогревается до определённой температуры. После проведения этого технологического процесса, металл изменяется до такого визуального состояния, как будто он длительное время старел в естественных условиях.

Нормализация

Чтобы повысить ковкость материала без ущерба показателю твердости, выполняется нормализация заготовки. Во время этого процесса металл принимает мелкозернистую структуру.

Фрагмент видео урока по Технологии. Виды обработки металлов

Особенности художественной обработки

Основы металлообработки включают в себя не только изменение формы и размеров заготовки, но и их декоративную обработку. Мастер может создавать отдельные изделия, или украшать уже готовые металлические конструкции. Существует 4 процесса металлообработки, позволяющих изменить внешний вид детали:

• литье;
• ковка;
• чеканка;
• сварка.

Все виды декоративной работы с металлом подразумевают под собой изначальное разогревание заготовки. Чем выше пластичность, тем проще работать с деталями.

Сварочная технология считается новой в сравнении с остальными. Её активное развитие начинается со второй половины 20 века. С помощью сварочного аппарата можно разрезать металлические листы и соединять детали между собой.

Металл является твердым материалом, работая с которым нужно использовать специальное оборудования и разогревать заготовку. Обработка позволяет изменить размер и форму детали, а также улучшить её технические характеристики. С помощью методов декоративной работы с материалом можно украшать изделия, улучшая их внешний вид.

metalloy.ru

Обработка металла – виды и способы металлообработки

Придать нужную форму и получить необходимую деталь поможет обработка металла. Каждый способ служит своей цели: от получения мельчайшей и точной детали, будь то шуруп или винтик, до шлифовки поверхности готовой детали или обогащения самого материала.

Существующие сейчас виды металлообработки появились еще в древние времена. Однако, прогресс не стоит на месте, и способы воздействия усовершенствовали. Основные способы обработки металлов включает в себя:

• литейное производство,
• термическую обработку,
• воздействие давлением,
• сварочные работы.

Литье

Такая обработка металлов подразумевает получение готового изделия по шаблонам формы. Материал нагревают до жидкого состояния, после чего разливают по готовым формам.

После остывания и затвердения будущее изделие достают из формы, обрабатывают, шлифуют, убирают заусенцы и неровности.

Формы

Сама форма, как правило, одноразовая. Изготавливается при использовании земли, песка, глины, жидкого стекла и связующих смол.

На массовом производстве изготовление форм осуществляется автоматически на станках. В небольших мастерских, где продукт изготовляют поштучно, формы готовятся непосредственно перед процессом литья.

Стержни

Помимо подготовки материала и формы, для изготовления отдельных изделий требуются также специальные стержни. Они нужны для деталей, содержащих отверстия или прорези. В форме их располагают в месте необходимого углубления.

Самым популярным материалом при работе литьем является чугун. Этот дешевый металл обладает высокими литейными способностями, при относительно низкой температуре воздействия.

Разновидности литья

Кроме классического литья, существует также литье в металлические формы, для многоразового использования.

Литье под действием центробежной силы, подразумевает заливание расплавленного материала в крутящиеся формы. Из-за действия центробежных сил металл распределяется тонким слоем по стенке формы. А в случае воздействия на форму давления получаются самые мелкие детали – это литье под давлением.

Термическая обработка

Применяется к готовым изделиям или полуфабрикатам для улучшения свойств металла. Такая процедура подразумевает:

• нагрев детали при определенных температурах и заданном времени,
• выдерживание в необходимой температуре назначенный период,
• быстрое или медленное остывание

Время и температура

Время и температура зависят от разных факторов. В зависимости от вида металлов и сплавов, а также преследуемой конечной цели, выбираются оптимальные параметры процедуры. Одинаковые условия воздействия по-разному повлияют на разные виды металлов. Поэтому важно соблюдать режим для конкретного вида обработки.

При температурном воздействии на металлы и сплавы происходит изменение их технических свойств. Например, увеличивается прочность, плотность, пластичность изделия. Чаще всего применяют технологии отжига, закалки, нормализации.

Отжиг

При отжиге деталь или изделие специалисты нагревают до определенной температуры.

Некоторое время они поддерживают температурный режим. Потом оставляют остывать в печи.

Отжиг проводят, чтобы изменить крупнозернистую структуру металла на мелкозернистую, уменьшить внутреннее напряжение, а также подготовить изделие к дальнейшей работе.

Нормализация

Нормализация отличается тем, что изделие остывает на воздухе, вне печи. Процесс охлаждения происходит значительно быстрее. От этого металл приобретает более прочную структуру, в отличие от отжига. При этом зернистость еще более мелкая.

Закалка

Закалка – процесс поэтапного усиления сплава. Металл закаляют, делают его тверже. Производится при больших температурах, выдерживается определенное время, а затем быстро остужается в холодной воде или масле.

Химическая и механическая обработка

Применяются методы термического воздействия с применением химии для насыщения металла элементами, например, углеродом. Такой способ воздействия называется химикотермический. А если на изделие в процессе его остывания воздействовать механически, придавая ему нужную форму, то это термомеханическая обработка.

Сварка

Прочное соединение двух и более металлических деталей между собой.

При сварке изделия нагревают в месте предполагаемого шва до расплавления. Затем атомы соединяемых деталей смешиваются, при остывании образуя шов.

В обычных условиях невозможно соединить детали, сдавливая их между собой, дело в том, что поверхность металла загрязнена разными веществами. В том случае, когда материал нагревается и плавиться, высвобождаются свежие слои металла, поэтому их соединение становится возможным.

Выделяют три вида сварки:

• термическая,
• термомеханическая,
• механическая.

Тепловое или термическое воздействие на детали подразумевает нагрев без применения дополнительного давления. Тепло получают от электрической дуги (электрическое воздействие), газового пламени.

При термомеханическом соединении детали нагревают лишь до состояния их пластичности, после чего плотно соединяют их, сдавливая друг с другом.

При сварке с применением давления металл деформируют до такой степени, что он начинает растекаться, как вода.

Сварка с применением давления

Стекают загрязненные слои, обнажая свежий слой. Затем начинается химическая реакция, соединяющая детали вместе.

Такой процесс происходит только с применением автоматики. Человек не обладает достаточной силой, чтоб привести к таким реакциям. Такая сварка применима в том случае, когда нужно соединить большие детали с толстыми стенками.

Ручная сварка

В быту чаще используют переносные сварочные аппараты, способные сварить конструкции из металлов небольшой толщины. Здесь используется принцип электрической дуги.

При помощи специального электрода вызывают короткое замыкание на свариваемое изделие. Возникает устойчивый дуговой разряд порядка 6 тыс. градусов по Цельсию. Затем, на расстоянии 2–5 миллиметров между электродом и изделием происходит сварочный процесс. В итоге получается прочный шов, способный выдержать большое давление извне.

Сварка под флюсом

В условиях производства используют автоматическую сварку под флюсом.

Процесс сварки под флюсом

Его насыпают на свариваемые изделия слоем в 50–60 миллиметров. Затем приступают к сварке.

Сначала нагревается сам флюс, и сварка происходит в газовой среде флюса, в то время как сам металл не подвергается воздействию кислорода. Шов такой сварки получается прочнее ручной сварки.

Обработка давлением

Для придания будущему изделию нужной формы, при изготовлении полуфабрикатов и деталей, на него воздействуют давлением. При этом свойства материала не изменяются, меняется только форма.

Существуют следующие способы воздействия давлением:

• ковка,
• штамповка,
• штамповка листовая,
• прокатка,
• прессование,
• волочение.

Ковка

Древнейший метод обработки – ковка. Металл нагревают до пластичного состояния, после чего придают ему нужную форму при помощи специальных инструментов. В древние времена с помощью ковки кузнецы изготавливали оружие, орудия работы, инструменты. Сейчас ковка больше используется в архитектуре, при создании узора ворот, поручней лестниц.

А также ковка возможна без предварительного нагрева. Нужную форму придают, изгибая определенным образом. При таком способе нужна будет дополнительная обработка металла, ведь появляются погрешности в работе.

Штамповка

Автоматизированный процесс, с применением станков. Будущую деталь либо помещают в специальную форму, после чего подвергают давлению, либо воздействуют на нее штампом заданной формы. В первом случае получают объемные изделия, во втором используют листовой металл.

При прокатке металл пропускают между двух крутящихся валиков. На выходе получают гладкие листы. Процесс волочения похож на прокатку, однако, получаются не листы, а проволока. А также используется комбинированное воздействие давления на металл.

Электрическая обработка

Одна из последних стадия обработки.

Применяется для очищения поверхности изделия от коррозии, его полировки, придания блеска. На него воздействуют электрическим током температурой до 10 тысяч градусов.

Такая обработка металлов применяется для особо твердых сплавов, требующих ювелирной работы и не поддающихся воздействию другими способами. Все этапы процесса выполняются скрупулезно, придерживая необходимые условия для получения качественного материала.

А также электрической обработкой вырезают в изделии мелкие отверстия, зазубрины, делают гравировку.

Видео: Высокоскоростной фрезерный станок

promzn.ru

5 основных методов и описание процессов

Некоторые сравнительно простые методы обработки металла люди применяли еще в древности. Именно металл и всё новые методы его обработки стали залогом технического прогресса. Сейчас нам известно столь много различных методов, что в них очень легко запутаться. Давайте попробуем кратко и понятно разложить всё по полочкам.

К основным методам металлообработки можно отнести:

1. Литье;
2. Термическая обработка;
3. Обработка давлением;
4. Сварка;
5. Электрическая обработка.

Процесс металлообработки для каждого метода уникален. Более того, каждый метод имеет свои вариации.

Описание методов обработки металла

Литье

Этот процесс обработки металла известен человечеству уже много веков. Его суть заключается в нагреве металла до жидкого состояния с последующим разливом в заданные литейные формы. Затем металл остывает и твердеет. Получается так называемая отливка, которая точно повторяет очертания заливочной формы.
С развитием металлургии процесс литья постоянно совершенствовался. Теперь различают несколько видов литья, в том числе и литье с дополнительным применением давления. Новейшие методы литья позволяют получать отливки очень маленьких размеров с небывалой точностью размеров.

Термическая обработка

Этот метод направлен на изменение  внутренней структуры металла, что достигается путем нагрева металла с последующим выдерживанием и охлаждением. Для придания металлу нужных свойств параметры термической обработки могут быть различные. Температура нагрева, выдержка металла в нагретом состоянии и скорость охлаждения – все эти параметры влияют на конечные свойства металла.

Различают 3 вида термической обработки:

1. Термообработка – бывает трех основных видов: отжиг, закалка и отпуск;
2. Химико-термическая обработка металла – применяется для насыщения поверхности металла другими элементами (например, углеродом). При этом методе наблюдаются самые высокие температуры нагрева металлов и значительные периоды выдержки для придания сплаву однородности;
3. Термомеханическая обработка – этот метод позволяет добиться лучших механических свойств металла, чем классическая термообработка.

Обработка давлением

Один из видов обработки металла давлением (ковка) получил широкое применение еще несколько тысячелетий назад. С тех пор технология совершила несколько серьезных скачков вперед, и теперь на производстве применяются и другие технологичные методы обработки металла давлением.

Суть этого метода проста - придать заготовке необходимую форму и размер под действием физической силы (давления). Для достижения этих целей применяют различные станки для обработки металла, каждый из которых соответствует конкретному методу.

Всего различают 7 методов:

1. Ковка – участки заготовки нагреваются и подвергаются механической деформации;
2. Штамповка – форма и размер заготовки изменяются под давлением специального штампа;
3. Листовая штамповка – обработка листового металла;
4. Прокатка;
5. Волочение;
6. Прессование;
7. Комбинации первых 6-ти.

Сварка

Существует несколько методов сварки, но всех их можно условно разделить на 2 большие группы:
Сварка при помощи плавления металла – в месте сваривания соединяемые детали нагреваются до температуры плавления металлов. Жидкие фазы металлов перемешиваются, образуя сварной шов. Такое соединение после остывания имеет высокую прочность;
Сварка пластическим деформированием – при этом методе детали сдавливаются, образуя сварной шов. Иногда детали предварительно местно нагревают.
В качестве источника нагрева применяют газ, электрический ток и другие источники.

Электрическая обработка

Электрическая обработка металла осуществляется при помощи электрического тока. Два наиболее распространенных метода – это:

Электроискровая обработка – создается искусственный разряд, который воздействует на металл. В результате это воздействия происходит местное повышение температуры металла до 8-10 тыс. градусов по Цельсию;

Электрохимическая обработка – этот способ позволяет придать поверхности металла блестящую форму.

Данные методы подходят для обработки самых твердых сплавов.

Помимо этих основных методов обработки металла часто применяют также резание металлов и ультразвуковую обработку. Выбор конкретного метода зависит от свойств, которые необходимо придать металлу, размеров заготовки или конечного изделия, а также многих других факторов.

www.in-vent.ru

Виды механической обработки металлов: коротко о главном

Вопросы, рассмотренные в материале:

• В чем заключаются особенности механической обработки металлов
• Для кого актуальна механическая обработка металлов и сплавов
• На каком оборудовании происходит механическая обработка металлов
• Какие существуют виды механической обработки металлов
• К каким современным видам обработки металлов стоит присмотреться

Механическая обработка деталей заключается в изменении их внешних параметров при помощи вспомогательных средств. Для подобной работы с металлическими заготовками применяют специально предназначенные режущие инструменты: резцы, протяжки, сверла, метчики, фрезы. Все действия на металлорежущих станках выполняются в соответствии с предписаниями технологической карты, с обязательным соблюдением правил техники безопасности. Сегодня в нашей статье мы поговорим о том, какими бывают способы и виды механической обработки металлов.

Особенности механической обработки металлов

Металлообработка представляет собой проведение технологических работ по изменению формы, размеров, качественных характеристик металлов и сплавов. Помимо этого, в ходе обработки металлов различными методами также могут меняться их физико-механические свойства.

К числу основных видов обработки металлических изделий относят:

• литье;
• обработку металлов давлением;
• механическую обработку;
• сварку металлов.

Сложно переоценить важность качества металлообработки, поскольку именно от него будет зависеть прочность той или иной металлической конструкции.

Большая часть работ по изменению основных характеристик металлических деталей и сплавов с использованием вышеперечисленных методов проводится на специальных предприятиях – металлообрабатывающих заводах.

Под механической обработкой металлов понимают процесс коррекции поверхности детали с использованием сверла, фрезы или шлифовального диска. Это довольно популярный способ, который используют для обработки большинства металлоконструкций.

Результатом механической обработки металлов является образование новой поверхности, получаемой путем деформации исходной детали и дальнейшего отдаления слоев от основной части материала. Сопутствующим процессом подобной работы является образование металлической стружки. Избыточная часть материала, которая отделяется при помощи специальных станков, называется припуском. После снятия излишка (припуска) металлоконструкция обретает нужный размер и форму.

В ходе производства и обработки металлических изделий практически всегда делают небольшой припуск, так как это позволяет уменьшить трудоемкость процесса, снизить себестоимость детали и сэкономить материал.

Механическая обработка металлов в промышленных масштабах возможна на специализированных предприятиях, обеспеченных достаточным количеством производственных площадей и необходимого оборудования.

Снятие верхних слоев металла осуществляется на токарных станках и фрезерных установках. Самыми популярными среди них являются:

• токарные центры с ЧПУ;
• вертикально-фрезерные станки.

Современное оборудование для различных видов механической обработки металлов и сплавов позволяет соблюдать высокую точность геометрии и шероховатость поверхности.

Стоит отметить, что сегодня на рынке представлен довольно богатый ассортимент приспособлений для металлообработки. Выбор определенных моделей зависит от специфики работы конкретного предприятия. Так, некоторые производства оборудованы специальными карусельными станками, предназначенным для обработки металлических конструкций диаметром до 9 м.

Однако в арсенале большинства заводов имеется стандартный комплект оборудования для различных видов механической обработки металлических изделий:

• фрезерное;
• зубофрезерное;
• радиально-сверлильное;
• горизонтально-сверлильное;
• вертикально-сверлильное.

Использование обработанных механическим методом металлических конструкций актуально для многих областей народного хозяйства:

судостроения;
• атомной промышленности;
• оборонной промышленности;
• станкостроения.

Нередко в зависимости от конкретной цели дальнейшего применения работникам промышленных секторов требуются металлические детали нестандартных размеров или конфигурации. Сейчас мы говорим о тех случаях, когда даже среди представленного на рынке ассортимента заготовок не получается найти деталь с нужными параметрами.

Выходом из данной ситуации становится механическая обработка металла по индивидуальным чертежам заказчика. Так заказчик может сэкономить собственное время и силы, ведь специалисты всегда готовы быстро и качественно выполнить свою работу в соответствии со всеми пожеланиями и требованиями клиента.

Основные виды механической обработки металлов

1. Токарная обработка.

Данный термин подразумевает механическую обработку резанием наружных и внутренних поверхностей вращения, в том числе цилиндрических и конических, а также торцевание, отрезание, снятие фасок, обработку галтелей, прорезание канавок, нарезание внутренних и наружных резьб на специальных токарных станках. Точение считается одной из самых старых процедур, которую много лет назад начали проводить на простейших токарных станках.

В процессе механической обработки металлов данным способом различают два основных вида движений: главное (вращательное движение заготовки) и движение подачи (поступательное движение режущего инструмента). Помимо этого выделяют также вспомогательные движения, которые не относятся к самому процессу резания и заключаются в осуществлении сопутствующих действий: транспортировке, фиксации заготовки на станке, его включении, изменении частоты вращения заготовки, скорости поступательного движения инструмента и т. д.

Рекомендовано к прочтению

Точение является самым популярным способом производства различных тел вращения (валов, дисков, осей, пальцев, цапф, фланцев, колец, втулок, гаек, муфт и т. д.) на токарных станках.

Основными видами точения металлов на специализированных станках является коррекция поверхностей:

• наружных – обтачивание;
• внутренних – растачивание;
• плоских – подрезание.

А также резка – деление основного материала на части либо отделение готовой детали от заготовки.

2. Нарезка резьбы.

Нанесение резьбы на изделие из металла может осуществляться следующими способами:

• Нарезание резьбы резцами.

Специальные токарно-винторезные станки позволяют наносить на металлические конструкции и наружную, и внутреннюю резьбу (при условии, что диаметр последней начинается от 12 мм).

Стоит отметить, что работа резцов не является высокопроизводительной, в связи с этим данное оборудование целесообразно применять лишь в мелкосерийном и индивидуальном производстве, также его можно использовать при создании точных и ходовых винтов, калибров и т. д.

Преимуществом рассматриваемого метода является относительная простота работы с режущим инструментом и относительно высокая точность получаемой резьбы. Ниже представлена примерная схема нанесения резьбы при помощи токарно-винторезного станка (при одновременном вращательном движении заготовки и поступательном движении резца (на токарном станке – II)), который снимает часть поверхности металлической заготовки в виде винтовой линии (I).

• Нарезание резьбы плашками и метчиками.

На представленном изображении можно увидеть плашки, которые в зависимости от особенностей конструкции подразделяют на круглые – лерки (I и II) и раздвижные – клупповые (III).

Круглые плашки, используемые в ходе монтажных, заготовительных и других работ, необходимы для нарезания наружной резьбы диаметром до 52 мм в один проход. В случаях, когда требуется нанесение резьбы большего диаметра, применяют плашки специальной конструкции, которые фактически предназначаются только для зачистки резьбы после ее нарезки при помощи других инструментов.

Конструкция раздвижных плашек состоит из двух половин, которые вставляются в клупп и постепенно приближаются друг к другу в ходе нанесения резьбы.

При нанесении резьбы на изделие плашка на станках (II) устанавливается и фиксируется в специальном устройстве. Деталь двигается в калибрующую часть вращающейся плашки. Что касается внутренней крепежной резьбы, то ее чаще всего наносят при помощи метчиков.

Метчиком называют стальной стержень, имеющий резьбу и разделенный продольными прямыми или винтовыми канавками, которые образуют режущие кромки. Данные канавки также служат для выхода металлической стружки. В зависимости от способа применения метчики подразделяются на ручные и машинные.

Рассмотрим примерный алгоритм нанесения резьбы в глухих отверстиях. В первую очередь в заранее установленном месте высверливают гнездо, куда будет заворачиваться шпилька или винт. Нужный диаметр сверла выбирают в соответствии с таблицей величин, установленных ГОСТом 9150-81. Для того чтобы нанести резьбу, требуется набор из двух или трех метчиков разных видов (малого, среднего и нормального) в зависимости от необходимого размера нарезки.

Обратите внимание, что нанести резьбу одним метчиком за один раз нельзя, поскольку это повлечет за собой его поломку.

Метрическая резьба с крупным шагом и дюймовая резьба наносятся при помощи комплекта из трех метчиков, а метрическая резьба с мелким шагом и трубная резьба – из двух.

• Накатывание резьбы.

Является главным современным методом нанесения резьбы на промышленных производствах. Для этих целей используются специальные резьбонакатные станки, конструкция которых содержит: корпус трехроликовой головки (1), ролико-держатель (2) и накатной ролик (3). При этом заготовка (4) зажимается в тисках суппорта. Данный способ позволяет получать изделия с резьбой высокого качества (то есть нужной формы, точных размеров и с идеальной шероховатостью).

Суть нанесения резьбы путем накатывания состоит в пластической деформации поверхности обрабатываемой детали без снятия стружки.

Рассмотрим примерный алгоритм: деталь зажимают между двумя плоскими плашками (I) или цилиндрическими роликами (II, III), которые имеют резьбовой профиль, в результате чего на стержне отпечатывается резьба аналогичного профиля. Накатыванием можно получить резьбу диаметром от 1 до 25 мм и длиной от 60 до 80 мм.

• Фрезерование резьбы.

Нанесение резьбы данным способом невозможно без применения специальных резьбофрезерных станков. В процессе фрезеровки вращающаяся гребенчатая фреза при радиальной подаче врезается в тело детали, что сопровождается нанесением резьбы на ее поверхности. Через определенные промежутки времени происходит осевое перемещение детали или фрезы от специального копира на величину, которая соответствует шагу резьбы за время одного оборота заготовки.

• Шлифование точной резьбы.

В большинстве случаев такой вид шлифовки используется для образования нарезки на относительно коротких металлических заготовках, например, на резьбовых пробках – калибрах, резьбовых роликах и т. д.

В ходе применения рассматриваемого метода шлифовальный круг, быстро вращающийся и расположенный к детали под углом подъема резьбы, за один оборот вырезает часть поверхности медленно вращающейся детали. В зависимости от конструкции станка и других значимых параметров нужная резьба образуется на изделии за 2–4 и более прохода.

3. Абразивная обработка.

Абразивная обработка металла актуальна для многих промышленных предприятий, особенно если речь идет об изготовлении составных частей для какого-нибудь сложного механизма, детали которого должны идеально соединяться между собой. Для данного вида механической обработки используются разные инструменты и абразивы, выбор которых зависит от конкретной цели коррекции металлической детали.

Инструменты для шлифовки, полировки, доводки и других видов механической обработки металлов производят из натуральных горных пород, минералов или искусственных материалов.

К числу абразивов естественного происхождения относятся:

• кварц;
• корунд;
• наждак;
• алмаз;
• пемза.

Искусственные абразивы:

• эльбор;
• электрокорунд;
• синтетический алмаз.

Все вышеперечисленные виды материалов содержат кристаллиты (абразивные зерна), которые выполняют функцию маленьких резцов. В результате соприкосновения абразивного инструмента и металлической поверхности с последней снимается небольшой верхний слой. Логично предположить, что разные по величине кристаллы оставляют следы разной глубины на металле. Таким образом, для черновой обработки используются крупнокристаллические абразивы, а для финишной – мелкокристаллические.

Жесткость абразивных инструментов также бывает различной: бруски, круги и сегменты относятся к жестким видам, поскольку зерна на их поверхности связаны между собой, а вот шкурка и шлифовальная лента являются мягкими шлифовальными средствами (зерна клеятся на специальную основу – бумагу, ткань, кожу и т. д.). Еще одним видом являются порошковые абразивы, из которых изготавливают пасту для использования ее в свободном виде. Для улучшения результата абразивная обработка металлов может осуществляться с использованием сразу нескольких инструментов.

Абразивы позволяют придать металлической поверхности свойства, которые невозможно получить с помощью других обрабатывающих инструментов: гладкость, остроту или сверхточный размер мелких частей.

Абразивная обработка металлов может включать в себя следующие этапы:

• Шлифование – актуально для шлифовки поверхностей и затачивания ножей инструментов. Данный вид механической обработки металлов сопровождается использованием твердых инструментов (сегментов, кругов и т. д.).

• Полирование заключается в создании идеально гладкой поверхности металлической конструкции. Для этих целей обычно применяют круги из фетра или сукна, на поверхность которых наносится абразивная паста (порошок, смоченный жидкостью). В некоторых случаях детали из металла полируют в специальных барабанах с предварительно залитой абразивной жидкостью.
• Доводка представляет собой подгон размеров изделий для их идеальной состыковки между собой. Выполняется с использованием притира – специального инструмента, на поверхность которого наносят мелкокристаллические абразивы, смоченные водой.

• Хонингование – завершающая процедура обработки отверстий, которая осуществляется после сверления, литья или штамповки с применением хона. Это специальный инструмент, представляющий собой стержень, на котором закреплено от 3 до 5 кругов из мелкозернистого абразива.

Механическая обработка различными видами абразивных инструментов является неотъемлемой частью производства металлических деталей. Именно абразивная обработка позволяет достичь высокой точности выполнения и придать готовой металлоконструкции необходимый внешний вид и качественные свойства. Рассматриваемый вид механической обработки особенно актуален для предприятий, на которых производят небольшие детали, используемые в машиностроении, ведь в данной отрасли каждый элемент общей конструкции должен точно соответствовать исходным чертежам.

Стоит отметить, что практически все абразивные инструменты можно включить в автоматизированную линию или использовать их вручную. Разумеется, выбирать конкретный способ использования нужно в зависимости от масштабов производства: ручная обработка металла подходит для небольших предприятий, а вот крупные цеха лучше оснащать автоматическими агрегатами.

4. Обработка металлов напильником.

Данный вид механической обработки сопровождается использованием самых различных инструментов: резчиков, сверл, ножовок и абразивных устройств. Но перед применением перечисленных инструментов детали из металла обрабатываются при помощи напильника, которым пользуются и в бытовых целях, и в профессиональных мастерских.

Мягкая, но в то же время эффективная обработка позволяет приблизить металлические заготовки к максимальному соответствию нужным параметрам. Но нельзя забывать о том, что получение высококачественного результата возможно только при условии использования хорошего рабочего инструмента.

В ходе обработки металла напильником осуществляется снятие верхнего слоя с обрабатываемой детали. Количество снимаемого материала зависит от характеристик инструмента и, как правило, находится в пределах нескольких миллиметров. То есть напильник позволяет сделать заготовку из металла пригодной для дальнейшего использования в качестве составляющей детали большой конструкции или как самостоятельный металлический предмет.

Данный вид механической обработки металлов предназначен для придания деталям нужной формы, размера, а также других параметров в целях последующей подгонки под изделие или конструкцию.

Обработка металлов напильником также зависит от габаритов конкретной заготовки. Так, для маленьких деталей применяют тиски и абразивный инструмент с наименьшей силой механического воздействия. А масштабные металлоконструкции могут обрабатываться прямо на месте их сборки или эксплуатации.

Напильником для механической обработки металлов называют небольшой брусок, оснащенный мелкими зубьями. Насечки на поверхности напильника могут быть одинарными или двойными. Именно от их расположения зависит сила воздействия и результат применения конкретного инструмента.

В соответствии с государственным стандартом основа напильника должна изготавливаться из стали определенного вида. Некоторые виды инструментов, помимо рабочей части, имеют хвостовик, обеспечивающий удобство их эксплуатации. Альтернативным вариантом являются модели, вся поверхность которых заполнена зубчатыми насечками.

На современном рынке инструментов представлено довольно много видов различных напильников, которые отличаются между собой по длине, форме, плотности расположения насечек на 1 см и т. д. Так, поверхности драчевых напильников оснащены крупными зубьями, которые позволяют использовать их для грубой обработки металлов. Бархатные модели, наоборот, имеют очень мелкую насечку и предназначены для кропотливой и аккуратной работы с металлическими деталями и их мельчайшими элементами.

Форма напильников также бывает различной. Так, плоский напильник считается базовой моделью, несмотря на то, что круг задач, решаемых с его помощью, существенно ограничен. Плоские напильники изготавливаются по самой простой технологии, а также имеют наиболее низкую стоимость, что обуславливает их популярность среди пользователей.

Но, если говорить о количестве возможных сфер применения инструмента, более универсальной моделью является сферический напильник, к разновидностям которого относятся круглые, полукруглые, ромбовидные и прямоугольные варианты.

Обратите внимание, что ко всем моделям напильников предъявляется ряд общих требований, соответствие которым свидетельствует о должном качестве выполнения инструмента. Так, зубья напильника должны быть достаточно твердыми и острыми – это обеспечит их оптимальную сцепляемость с базовой пластиной.

Помимо этого, схема расположения насечек на основании должна соответствовать нормам Госстандарта. Так, одинарная насечка на узком напильнике должна иметь угол определенной величины, а количество зубьев на узких сторонах должно соответствовать количеству основных насечек на широких сторонах.

Крупная узкая сторона напильников ножовочного типа имеет насечки исключительно на параллельных друг другу участках. Специфичными параметрами должны обладать и округлые модели напильников. Их подавляющее большинство изготавливается с нарезанными зубьями, а экземпляры с традиционной насечкой являются скорее исключением.

При механической обработке металлов напильником необходимо создать все условия для технического осуществления работ. Самым главным требованием в данном случае является надежная фиксация металлической детали. Наиболее распространенное устройство для придания заготовке нужного положения – тиски. Первый этап обработки металла начинается с зачистки поверхности. Если на наружной стороне детали имеется ржавчина или окалины, их следы убирают при помощи драчевого напильника.

Обратите внимание, что при грубом опиливании металла целесообразно использовать старый инструмент, поскольку при обработке проблемных поверхностей напильники стачиваются гораздо быстрее.

После удаления ненужных пятен можно начинать черновую обработку детали. Оценив ее состояние и фронт работ, следует выбрать наиболее подходящий и эффективный инструмент. Не стоит забывать и о тисках, поверхность которых может легко деформироваться в процессе механической обработки металла. Защитить тиски помогут специальные медные, алюминиевые или латунные накладки. Чем грубее планируется обработка, тем жестче должен быть материал накладки.

Перед началом механической обработки тиски нужно установить таким образом, чтобы фиксирующий элемент располагался на уровне локтя. При работе с напильником рекомендуется стоять вполоборота к оборудованию – на расстоянии примерно 20 см от края стола. Корпус лучше держать прямым, с поворотом на 45° по отношению к продольной оси тисков. Ноги при этом нужно расставить на ширину плеч, немного повернув левую в направлении движения инструмента.

Описанная поза поможет сохранить стабильное положение всех частей тела, обеспечит максимальный комфорт в процессе опиливания металлической заготовки, а также позволит контролировать качество выполняемой работы. Напильник рекомендуется держать таким образом, чтобы головка ручки упиралась в ладонь правой руки.

Технический прогресс и необходимость производства деталей в промышленных масштабах привели к замене многих видов ручного инструмента электрическим оборудованием. И слесарное дело не стало исключением – многие специалисты приобрели пневматические аппараты для опиливания металла. Принцип работы данного оборудования схож с опиливанием металлов вручную, различие лишь в том, что силовое воздействие обеспечивает электродвигатель. Комплектацию аппаратов можно дополнить по своему усмотрению насадками различного абразива.

Помимо пневматического инструмента, для механической обработки металлов часто используют аккумуляторные и сетевые устройства. Так, ленточный напильник имеет режущие полотна, которые позволяют осуществлять точечную доводку металлических поверхностей. К неоспоримым преимуществам автоматических устройств можно отнести высокое качество и минимальное время обработки, а также безопасность технологического процесса. Хотя наиболее эффективным видом обработки деталей сложной формы или размера по-прежнему считается использование традиционных напильников.

Результат обработки заготовки из металла можно оценить при помощи линейки или угольника. Эти простые инструменты позволяют определить наличие просветов, но только в том случае, если конечной целью механической обработки было получение идеально ровной поверхности. В случаях, когда опиливание металлической детали проводилось с целью ее интеграции в конструкцию с пазами, оценить результат можно будет только путем сопоставления параметров соответствующих элементов.

Среди всех видов режущих инструментов напильник является одним из наиболее безопасных. Однако и при работе с ним необходимо соблюдать все правила техники безопасности. Так, механическую обработку металла ручным способом стоит проводить только после надежной фиксации заготовки. Раскачивание детали во время работы неблагоприятно скажется как на безопасности, так и на качестве.

В процессе механической обработки металла напильником также не следует удалять образующуюся стружку руками. Для этих целей лучше использовать щетку или промышленный пылесос. Стоит отметить, что некоторые современные модели ленточных и пневматических устройств могут дополнительно оснащаться системами удаления образующейся пыли.

Современные виды механической обработки металлов

Вид механической обработки металла определяется специфическими особенностями производимых работ. Среди наиболее современных и популярных типов обработки можно выделить:

• Сверление – применяется для создания отверстий нужного размера при помощи сверлильных станков.
• Долбление – самый быстрый вид обработки фасонных плоскостей со сложным контуром, сопровождаемый применением резцов долбежных станков.
• Протягивание – чаще всего используется в крупносерийном производстве и позволяет придать металлической детали точное соответствие заданным параметрам. Данный вид обработки применяют для коррекции большого количества металлических заготовок за короткий промежуток времени.

• Строгание – вид обработки, актуальный для изменения параметров линейчатой поверхности или ровной плоскости. Сопровождается использованием строгательных станков.

Для рубки черных и цветных металлов профессионалы применяют специальную гильотину. Рубка считается наиболее экономичным и точным видом механической разделки металлических листов. В результате рубки металла на разъединенных частях не остается ни зазубрин, ни сколов. А специалисты с большим опытом могут выполнять идеальный срез даже при большой толщине металлопроката.

Отметим еще один вид механической обработки металлов – зубообработку на станках с ЧПУ. Она заключается в изготовлении зубчатых колес при помощи зубодолбежного оборудования. Благодаря разнообразию способов обработки и инструментов для ее проведения профессионалы могут придать заданные параметры почти любой металлической детали.

После высокоточной обработки всех необходимых заготовок и элементов металлоконструкции специалисты приступают к завершающему этапу работ – созданию единой композиции из металла. Сборка готовых деталей является полноценным направлением работы с металлическими изделиями.

Именно сочетание разных видов механической обработки металлов и слесарных работ на завершающем этапе позволяет добиться абсолютного соответствия результата ожиданиям заказчика.

Почему следует обращаться к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

vt-metall.ru

Механическая обработка металла: виды и способы

Механическая обработка – это процесс, во время которого изменяются размеры и конфигурация заготовок и деталей. Если же говорить о металлических изделиях, то для их обработки используются специальные режущие инструменты, такие как резцы, протяжки, сверла, метчики, фрезы и т. д. Все операции выполняются на металлорежущих станках согласно технологической карте. В данной статье мы узнаем, какие бывают способы и виды механической обработки металлов.

Способы обработки

Механообработка подразделяется на две большие группы. В первую входят операции, которые происходят без снятия металла. К ним относят ковку, штамповку, прессование, прокат. Это так называемая механическая обработка с помощью давления или удара. Её применяют для того, чтобы придать необходимую форму заготовке. Для цветных металлов чаще всего используют ковку, а для черных – штамповку.

Вторая группа включает в себя операции, в ходе которых с заготовки снимается часть металла. Это необходимо для придания ей необходимых размеров. Такая механическая обработка металла называется резанием и выполняется при помощи металлорежущих станков. Наиболее распространенными способами обработки являются точение, сверление, зенкерование, шлифование, фрезерование, развертывание, долбление, строгание и протягивание.

От чего зависит вид обработки

Изготовление металлической детали из заготовки – трудоёмкий и достаточно сложный процесс. Он включает в себя множество различных операций. Одной из них является механическая обработка металла. Прежде чем к ней приступить, составляют технологическую карту и делают чертеж готовой детали с указанием всех необходимых размеров и классов точности. В некоторых случаях для промежуточных операций также подготавливают отдельный чертеж.

Кроме того, существует черновая, получистовая и чистовая механическая обработка металла. Для каждой из них выполняется расчет режимов резания и припусков. Вид обработки металла в целом зависит от обрабатываемой поверхности, класса точности, параметров шероховатости и размеров детали. Например, для получения отверстия по квалитету Н11 используют черновое сверление сверлом, а для получистого развертывания на 3 класс точности можно использовать развертку или же зенкер. Далее мы изучим способы механической обработки металлов более детально.

Точение и сверление

Точение выполняется на станках токарной группы при помощи резцов. Заготовка крепится в шпиндель, который вращается с заданной скоростью. А резец, закрепленный в суппорте, совершает продольно-поперечные движения. В новых ЧПУ-станках все данные параметры вводятся в компьютер, и устройство само выполняет необходимую операцию. В старых моделях, например, 16К20 продольно-поперечные движения выполняются вручную. На токарных станках возможно точение фасонных, конических и цилиндрических поверхностей.

Сверление – это операция, которую выполняют для получения отверстий. Главным рабочим инструментом является сверло. Как правило, сверление не обеспечивает высокий класс точности и является либо черновой, либо получистовой обработкой. Для получения отверстия с квалитетом ниже Н8 используют развертывание, рассверливание, растачивание и зенкерование. Кроме того, после сверления также могут выполнять нарезание внутренней резьбы. Такая механическая обработка металла выполняется при помощи метчиков и некоторых видов резцов.

Фрезерование и шлифование

Фрезерование – один из наиболее интересных способов обработки металлов. Данная операция выполняется при помощи самых разнообразных фрез на фрезерных станках. Различают концевую, фасонную, торцевую и периферийную обработку. Фрезерование может быть как черновым и получистовым, так и чистовым. Наименьший квалитет точности, получаемый при чистовой обработке,– 6. При помощи фрез вытачивают различные шпонки, канавки, колодцы, подсечки, фрезеруют профили.

Шлифование – механическая операция, используемая для повышения качества шероховатости, а также для снятия лишнего слоя металла вплоть до микрона. Как правило, данная обработка является завершающим этапом при изготовлении деталей, а значит, является чистовой. Для срезания используются абразивные круги, на поверхности которых расположено огромное количество зерен, имеющих разную форму режущей кромки. При такой обработке деталь очень сильно нагревается. Для того чтобы металл не деформировался и не надкололся, используют смазочно-охлаждающие жидкости (СОРЖ). Механическая обработка цветных металлов осуществляется при помощи алмазных инструментов. Это позволяет обеспечить наилучшее качество изготавливаемой детали.

fb.ru

Виды обработки металлов

Металл в разных его проявлениях, включая многочисленные сплавы, является одним из самых востребованных и широко используемых материалов. Именно из него изготовляется масса деталей, а также огромное количество других ходовых вещей. Но, чтобы получить какое-либо изделие или деталь, необходимо приложить немало усилий, изучить процессы обработки и свойства материала. Основные виды обработки металлов осуществляются по различному принципу воздействия на поверхность заготовки: термический, химический, механический, художественные воздействия, с применением резки или давления.

Виды термической обработки металлов

Термическое воздействие на материал – это влияние тепла с целью изменения необходимых параметров относительно свойств и структуры твердого вещества. Наиболее часто процесс применяется при производстве разнообразных машинных деталей, причем, на разных стадиях изготовления. Основные виды термической обработки металлов: отжиг, закалка и отпуск. Каждый процесс по-своему влияет на изделие и проводится при разных значениях температурного режима. Дополнительными типами влияния тепла на материал выступают такие операции, как обработка холодом и старение.

Технологические процессы получения деталей или заготовок посредством силового влияния на обрабатываемую поверхность включают в себя разные виды обработки металлов давлением. Среди этих операций имеется несколько наиболее популярных в использовании. Так, прокатка происходит путем обжатия заготовки между парой вращающихся валков. Валки могут быть разной формы, в зависимости от требований, предъявляемых к детали. При прессовании материал заключается в замкнутую форму, откуда после выдавливается в форму меньших размеров. Волочение – процесс протягивания заготовки через постепенно сужающееся отверстие. Под воздействием давления также производят ковку, объемную и листовую штамповку.

Особенности художественной обработки металлов

Творческий подход и мастерство отражают различные виды художественной обработки металлов. Среди них можно отметить пару самых древних, изученных и применяемых еще нашими предками – это литье и ковка. Хотя ненамного отстал от них по времени появления еще один способ воздействия, а именно, чеканка.

Чеканка представляет собой процесс создания картин на металлической поверхности. Сама технология включает применение давления на предварительно нанесенный рельеф. Примечательно, что чеканку можно делать как на холодной, так и на разогретой рабочей поверхности. Эти условия зависят, прежде всего, от свойств того или иного материала, а также от возможностей применяемых в работе инструментов.

Способы механической обработки металлов

Отдельного внимания заслуживают виды механической обработки металлов. По-другому механическое воздействие можно назвать методом резания. Такой метод считается традиционным и самым распространенным. Стоит заметить, что основными подвидами данного метода являются различные манипуляции с рабочим материалом: раскрой, резка, штамповка, сверление. Благодаря именно этому способу предоставляется возможность получения из прямого листа или чурки нужной детали с необходимыми размерами и формой. Еще с помощью механического воздействия можно добиться необходимых качеств материала. Часто подобный способ применяют, когда нужно сделать заготовку, пригодную для дальнейших технологических операций.

Виды обработки металлов резанием представлены точением, сверлением, фрезерованием, строганием, долблением и шлифованием. Каждый процесс отличается друг от друга, но в целом резание – это снятие верхнего слоя рабочей поверхности в виде стружки. Наиболее часто применяются методы сверления, точения и фрезерования. При сверлении деталь закрепляется в неподвижном положении, воздействие на нее происходит сверлом заданного диаметра. При точении обрабатываемая деталь вращается, а режущие инструменты перемещаются в заданных направлениях. При фрезеровании используется вращательное движение режущего инструмента относительно неподвижно закрепленной детали.

Химическая обработка металлов для повышения защитных свойств материала

Химическая обработка – практически самый простой тип воздействия на материал. Здесь не требуется больших трудозатрат или специализированного оборудования. Используются все виды химической обработки металлов, чтобы придать поверхности определенный внешний вид. Также под влиянием химического воздействия стремятся повысить защитные свойства материала - устойчивость к коррозии, механическим повреждениям.

Среди данных способов химического влияния наиболее популярны пассивация и оксидирование, хотя нередко применяется кадмирование, хромирование, меднение, никелирование, цинкование и прочие. Все методы и процессы проводятся с целью повышения различных показателей: прочности, износостойкости, твердости, сопротивляемости. Кроме того, такой тип обработки используют для придания поверхности декоративного вида.

promplace.ru