Milling-master.ru

В помощь хозяину
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Металлообработка что это

Способы и виды металлообработки

В зависимости от вида металлообработки после ее проведения изделие приобретает заданную форму, размеры и качество поверхности. Само по себе понятие обработка металла означает технологический процесс, который приводит к изменению геометрических параметров и физических свойств металлоизделия. В зависимости от вида металлообработки после ее проведения изделие приобретает заданную форму, размеры и качество поверхности. Человечество занимается обработкой металла в самом примитивном ее виде, начиная с самых истоков своего существования. Обтачивание кусков метеоритного железа об камни – самый первый этап развития металлообработки. Литье орудий труда, ковка, закалка и заточка холодного оружия, чеканка и другие способы производства металлоизделий хозяйственного и военного назначения использовались на территории современной Турции, Индии и Кавказа еще с XII века до нашей эры. Подобные виды металлообработки за несколько тысячелетий совершенствовались и в наши дни автоматизировались с помощью высокотехнологичного оборудования.

Виды металлообработки

В современной промышленности широко используются четыре основных способа металлообработки:

  1. горячее литье;
  2. механообработка;
  3. компрессионная обработка металлов;
  4. газовая, электродуговая, плазменная и другие виды сварки и резки.

Каждый из перечисленных способов используется для достижения определенного результата, будь то соединение двух элементов, отливка детали заданной формы, упрочнение поверхности или доведение геометрии изделия до заданных значений.

Литье

Способность металлов плавиться при определенной температуре была известна еще первобытному человеку. В настоящее время литейное производство стало отдельной отраслью промышленности и позволяет изготавливать самые разнообразные металлоизделия из всевозможных металлов и сплавов. До 95% всех деталей, используемых в машиностроении, изготавливаются именно литьем с последующей металлообработкой соответствующим способом. С помощью горячего литья можно изготавливать даже мелкосерийные и разовые изделия, используя для этого формообразующую оснастку на основе минеральных термостойких компонентов. При этом формы могут быть изготовлены даже вручную, например, из песчано-глиняной смеси.

Механическая металлообработка

Под понятие механообработки попадают практически все виды обработки металлов резанием:

В ходе токарной металлообработки заготовка фиксируется во вращающемся барабане, а слой металла снимается подведенным к изделию резцом. При этом важно соблюдать режимы резания (обороты вращения, скорость подачи, угол воздействия режущего инструмента и т.п.). Также немаловажно учитывать соотношение твердости заготовки и резца, который должен быть тверже обрабатываемого материала. Не менее важно соблюдать температурные режимы. Своевременное охлаждение с помощью эмульсий и всевозможных смазочно-охлаждающих жидкостей дает возможность предотвратить изменение кристаллической решетки металла в процессе его обработки под действием высоких температур, возникающих при взаимодействии заготовки и режущего инструмента. Сверление – один из наиболее распространенных видов металлообработки. Глухие и сквозные отверстия используются практически во всех деталях машин, строительных металлоконструкциях, металлоизделиях бытового назначения и т.п. Процесс сверления основан на торцевом срезании материала вращающимся сверлом соответствующего диаметра. Рабочая режущая поверхность инструмента сконцентрирована на его торце, остальная шнековая часть служит лишь для вывода стружки из готового отверстия. Как и в токарной обработке металла, в данном процессе важно соблюдать соотношение твердостей сверла и заготовки, а также режимы резания, включая температурный и скоростной. В некоторых случаях также рекомендовано использовать СОЖ. Фрезерование – один из перспективных видов металлообработки, который основан на снятии слоя материала вращающейся фрезой.

В отличие от сверла фраза срезает металл не только торцом, но и боковыми кромками, перемещаясь как вертикально, так и в горизонтальной плоскости. Эта особенность фрезерования позволяет полностью автоматизировать процесс такого способа металлообработки путем программирования траектории движения рабочего органа станка, оснащенного числовым программным управлением. Фрезеровальные центры с ЧПУ становятся все более технологичными и дают возможность изготавливать высокоточные детали с безупречным качеством обработанной поверхности. Строгание – это аналог токарной обработки металла, который в отличие от точения применяется не для тел вращения, а для плоских заготовок. В ходе такой металлообработки резец совершает возвратно-поступательные движения, каждый раз снимая слой материала. Заготовка в процессе строгания остается неподвижной и жестко зафиксированной. Однако в некоторых случаях движение совершает именно заготовка, подвергаясь обработке с помощью стационарного резца. Строгание применяется для изготовления продольных пазовых углублений. Шлифование – обработка металлов с помощью вращающегося абразивного материала для достижения определенного качества поверхности обрабатываемой детали. Подобный вид металлообработки применяется для подготовки металлоизделия к нанесению защитного слоя. Шлифование широко применяется в производстве железнодорожных чугунных колес для создания заданного диаметра в соответствии с указанными допусками. Обработка металла на шлифовальном станке предполагает снятие тонкого слоя материала абразивным кругом, который, кроме вращения вокруг собственной оси, совершает возвратно-поступательные движения вдоль заготовки.

Обработка металла давлением

Компрессионный способ металлообработки предполагает изменение геометрии заготовки без снятия или наплавки материала. Данный процесс разделяется на два основных вида:

Основное отличие этих двух видов металлообработки давлением в наличии или отсутствии термического воздействия. Если для ковки необходимо достижение определенной пластичности металла путем его нагрева, то для штамповки используется холодный способ деформации. Штамп представляет собой две антагонистические по отношению друг к другу рабочие поверхности (матрица и пуансон), которые под давление формируют из металлического листа изделие заданного силуэта. К этому способу металлообработки также относится гибка. Гибочные станки позволяют создавать различный угол гиба металлопроката с помощью воздействия на него давлением через матрицу и пуансон соответствующей формы. Такие станки также оснащаются системами ЧПУ и могут входить в комплексные металлообрабатывающие центры.

Сварка и резка

Сварка металлов осуществляется путем расплава материала двух соединяемых частей с помощью газового пламени или электрической дуги. Также используется контактная, холодная и другие виды сварки. Плазменная или лазерная резка – еще один современный перспективный вид металлообработки, который с помощью ЧПУ позволяет быстро, точно и недорого создавать готовые металлоизделия на комплексных металлообрабатывающих центрах.

Читать еще:  Технология обработки металлов 7 класс

Связанные технологические процессы

В процессе обработки металла могут изменяться его физико-механические свойства, необходимые для нормальной эксплуатации деталей машин, строительных металлоконструкций или любых других металлоизделий. Среди таких характеристик: прочность, хрупкость, пластичность, обрабатываемость резанием, свариваемость, термостойкость и пр.

Для достижения перечисленных свойств используют ряд вспомогательных видов металлообработки:

• термическая обработка металла – закалка, отжиг, отпуск, нормализация, старение и криообработка;

• плакирование – покрытие термомеханическим способом металлического изделия тонким слоем другого металла или его сплава;

• газотермическое напыление – нанесение конденсированных микрочастиц распыленного материала на поверхность металлоизделия плазменным или газовым горячим потоком.

Заключение

В настоящий момент теория конструкционных материалов изучает способы обработки металлов на молекулярном уровне построения их кристаллической решетки. Строгое соблюдение научно обоснованных температурных режимов, условий резания, гибки, штамповки, сварки и прочих воздействий позволяет не только гарантировать желаемый результат, но и делать технологический процесс более экономичным.

Подобные виды металлообработки за несколько тысячелетий совершенствовались и в наши дни автоматизировались с помощью высокотехнологичного оборудования.

Доступность услуг металлообработки для крупных промышленных предприятий и частных заказчиков – важное преимущество данного технологического процесса производства металлоизделий различного назначения.

Общая оценка статьи: Опубликовано: 2019.06.16

Что такое металлообработка

Для создания различных деталей, структур и узлов, металл должен пройти процесс обработки. Можно сказать, что это довольно сложный технологический процесс, который включает в себя ряд нюансов и особенностей.

Все это называется одним простым словом — металлообработка. Понятие включает в себя все комплексы работ с данным материалом: начиная от объемных деталей для кораблей и заканчивая элементами для ювелирных украшений.

Металлообработка

Такая услуга, как металлообработка на заказ является достаточно популярной на сегодняшний день. К ней обращаются различные промышленные предприятия, компании по машиностроению и строительные организации.

Существует несколько основных видов такого направления, а именно:

  • механический. Эта обработка включает в себя применение различных технологических способов и методов для отделки материала;
  • токарная обработка. Основным предназначением этого вида является устранение технологического слоя для дальнейшей работы с металлом;
  • фрезерный вид. С помощью такого метода можно придать материалу необходимую форму;
  • шлифовка. Это технологическая операция, которая используется для финишной обработки металла с различными качествами и свойствами.

Существует отдельный вид, который называется штамповкой. В этом случае речь идет о деформации пластического типа, включающего в себя изменение формы и размеров изделия.

В основном, используются два основных вида штамповки: листовая и объемная. В первом случае работа с материалом происходит под высоким давлением, который выполняется исключительно в холодном состоянии.

Второй вариант предусматривает процесс с простыми объемными заготовками. Эти элементы превращают в более сложные, чтобы использовать в промышленных работах.

Преимущества металлообработки

Металлообработка на заказ обладает массой преимуществ, именно поэтому пользуется высоким спросом. Такой процесс может выполнить компания, которая поставляет металл, или же специализированные предприятия, работающие в этой сфере.

Приобретать готовые детали не всегда выгодно, так как стоимость может быть весьма высокой. В таком случае можно обратиться к варианту обработки.

Существуют и такие детали, которые невозможно приобрести в магазине. Бывает много таких случаев, когда какой-либо важный элемент приходится изготавливать на заказ.

Если же вам необходим товар в большом количестве (например, для работы), то с помощью современного оборудования все сделают за короткий срок. Мелкие детали также можно заказать у фирм, которые занимаются металлообработкой.
Один из уроков металлообработки показан на видео:

Обработка металла

Металлы и их сплавы издавна используются человеком для изготовления инструментов и оружия, украшений и ритуальных предметов, домашней утвари и деталей механизмов.

Чтобы превратить металлические слитки в деталь или изделие, их требуется обработать, или изменить их форму, размеры и физико-химические свойства. За несколько тысячелетий было разработано и отлажено множество способов обработки металлов.

Особенности обработки металла

Многочисленные виды металлообработки можно отнести к одной из больших групп:

  • механическая (обработка резанием);
  • литье;
  • термическая;
  • давлением;
  • сварка;
  • электрическая;
  • химическая.

Литье — один из самых древних способов. Он заключается в расплавлении металла и розливе его в подготовленную форму, повторяющую конфигурацию будущего изделия. Этим способом получают прочные отливки самых разных размеров и форм.

Про другие виды обработки будет рассказано ниже.

Сварка

Сварка также известна человеку издревле, но большинство методов были разработаны в последнее столетие. Сущность сварки заключается в соединении нагретых до температуры пластичности или до температуры плавления кромок двух деталей в единое неразъемное целое.

В зависимости от способа нагрева металла различают несколько групп сварочных технологий:

  • Химическая. Металл нагревают выделяемым в ходе химической реакции теплом. Термитную сварку широко применяют в труднодоступных местах, где невозможно подвести электричество или подтащить газовые баллоны, в том числе под водой.
  • Газовая. Металл в зоне сварки нагревается пламенем газовой горелки. Меняя форму факела, можно осуществлять не только сварку, но и резку металлов.
  • Электросварка. Самый распространенный способ:
    • Дуговая сварка использует для нагрева и расплавления рабочей зоны тепло электрической дуги. Для розжига и поддержание дуги применяют специальные сварочные аппараты. Сварка ведется обсыпными электродами или специальной сварочной проволокой в атмосфере инертных газов.
    • При контактной сварке нагрев осуществляется проходящим через точку соприкосновения соединяемых заготовок сильным электротоком. Различают точечную сварку, при которой детали соединяются в отдельных точках, и роликовую, при которой проводящий ролик катится по поверхности деталей и соединяет их непрерывным швом.
Читать еще:  Технология изготовления из металла

С помощью сварки соединяют детали механизмов, строительные конструкции, трубопроводы, корпуса судов и автомобилей и многое другое. Сварка хорошо сочетается с другими видами обработки металлов.

Электрическая обработка

Метод основан на частичном разрушении металлических деталей под воздействием электрических разрядов высокой интенсивности.

Его применяют для прожигания отверстий в тонколистовом металле, при заточке инструмента и обработке заготовок из твердых сплавов. Он также помогает достать из отверстия обломившийся и застрявший кончик сверла или резьбового метчика.

Графитовый или латунный электрод, на который подано высокое напряжение, подводят к месту обработки. Проскакивает искра, металл частично оплавляется и разбрызгивается. Для улавливания частиц металла промежуток между электродом и деталью заполняют специальным маслом.

Ультразвуковая обработка металла

К электрическим способам обработки металлов относят и ультразвуковой. В детали возбуждаются колебания высокой интенсивности с частотой свыше 20 кгц. Они вызывают локальный резонанс и точечные разрушения поверхностного слоя, метод применяют для обработки прочных сплавов, нержавейки и драгоценностей.

Особенности художественной обработки металлов

К художественным видам обработки металлов относят литье, ковку и чеканку. В средине XX века к ним добавилась сварка. Каждый способ требует своих инструментов и приспособлений. С их помощью мастер либо создает отдельное художественное произведение, либо дополнительно украшает утилитарное изделие, придавая ему эстетическое наполнение.

Чеканка — это создание рельефного изображения на поверхности металлического листа или самого готового изделия, например, кувшина. Чеканку выполняют и по нагретому металлу.

Способы механической обработки металлов

Большую группу способов механической обработки металлов объединяет одно: в каждом из них применяется острый и твердый по отношению к заготовке инструмент, к которому прикладывают механическое усилие. В результате взаимодействия от детали отделяется слой металла, и форма ее изменяется. Заготовка превышает размерами конечное изделие на величину, называемую «припуск»

Разделяют такие виды механической обработки металлов, как:

  • Точение. Заготовка закрепляется во вращающейся оснастке, и к ней подводится резец, снимающий слой металла до тех пор, пока не будут достигнуты заданные конструктором размеры. Применяется для производства деталей, имеющих форму тела вращения.
  • Сверление. В неподвижную деталь погружают сверло, которое быстро вращается вокруг своей оси и медленно подается к заготовке в продольном направлении. Применяется для проделывания отверстий круглой формы.
  • Фрезерование. В отличие от сверления, где обработка проводится только передним концом сверла, у фрезы рабочей является и боковая поверхность, и кроме вертикального направления, вращающаяся фреза перемещается и вправо-влево и вперед-назад. Это позволяет создавать детали практически любой требуемой формы.
  • Строгание. Резец движется относительно неподвижно закрепленной детали взад- вперед, каждый раз снимая продольную полоску металла. В некоторых моделях станков закреплен резец, а двигается деталью. Применяется для создания продольных пазов.
  • Шлифование. Обработка производится вращающимся или совершающим продольные возвратно- поступательные движения абразивным материалом, который снимает тонкие слои с поверхности металла. Применяется для обработки поверхностей и подготовки их к нанесению покрытий.

Каждая операция требует своего специального оборудования. В технологическом процессе изготовления детали эти операции группируются, чередуются и комбинируются для достижения оптимальной производительности и сокращения внутрицеховых расходов.

Обработка давлением

Обработка металла давлением применяется для изменения формы детали без нарушения ее целостности. Существуют следующие виды:

Перед ковкой заготовку нагревают, опирают на твердую поверхность и наносят серию ударов тяжелым молотом так, чтобы заготовка приняла нужную форму.

Исторически ковка была ручной, кузнец разогревал деталь в пламени горна, выхватывал ее клещами и клал на наковальню, а потом стучал по ней кузнечным молотом, пока не получался меч или подкова. Современный кузнец воздействует на заготовку молотом кузнечного пресса с усилием до нескольких тысяч тонн. Заготовки длиной до десятков метров разогреваются в газовых или индукционных печах и подаются на ковочную плиту транспортными системами. Вместо ручного молота применяются кузнечные штампы из высокопрочной стали.

Для штамповки требуется две зеркальные по отношению друг к другу формы — матрица и пуансон. Тонкий лист металла помещают между ними, а потом с большим усилием сдвигают. Металл, изгибаясь, принимает форму матрицы. При больших толщинах листа металл нагревают до точки пластичности. Такой процесс называют горячая штамповка.

Во время штамповки могут выполняться такие операции, как:

С помощью штамповки выпускают широчайший ассортимент изделий — от корпусов бытовой техники до колесных дисков и бензобаков.

Обработка с помощью резки

Металл поступает на предприятие в виде проката — листов или профилей стандартных размеров и толщин. Чтобы разъединить лист или профиль на изделия или заготовки нужных размеров, применяют обработку резкой.

Для профиля чаще всего используют резку абразивным кругом или дисковой пилой.

Для раскроя листов металла применяют несколько видов резки:

  • Ручная. Газосварщик с газовой горелкой вырезает куски металла нужного размера и формы. Применяется в небольших мастерских и на опытных производствах.
  • Газовая. Установка газовой резки режет пламенем автоматизированной газовой горелки и позволяет не только быстро произвести раскрой листа, но и разложить вырезанные заготовки по контейнерам для доставки их на сборочные участки
  • Лазерная. Режет металл лазерным лучом. Отличается высокой точностью и малым коэффициентом отходов. Кроме резки, может выполнять операции сварки и гравировки — нанесения на металл не удаляемых надписей.
  • Плазменная. Режет металл факелом высокоионизированного газа — плазмы. Применяется для раскроя листов из твердых и специальных сплавов.
Читать еще:  Технология химической металлизации

В условиях промышленного производства и средних или крупных серий на первый план выходит такое понятие, как коэффициент использования металла. Он повышается как за счет более плотной раскладки деталей по площади, так и за счет прогрессивных технологий резки, дающих меньше отходов

Химическая обработка металлов для повышения защитных свойств материала

Химическая обработка металла — это воздействие на него специальными веществами с целью вызвать управляемую химическую реакцию.

Выполняются как подготовительные операции для очистки поверхности перед сваркой или покраской, так и как финишные отделочные операции для улучшения внешнего вида изделия и защиты его от коррозии.

С помощью электрохимической обработки гальваническим методом наносят защитные покрытия.

Термические виды обработки металлов

Термическая обработка металлов применяется для улучшения их физико-механических свойств. К ней относя такие операции, как:

Термическая обработка стали

Термическая обработка заключается в нагревании детали до определенной температуры и ее последующем охлаждении по специальной программе.

Отжиг

Заготовку нагревают до температуры пластичности и медленно охлаждают прямо в печи.

Отжиг снижает твердость стали, но существенно повышает пластичность и ковкость.

Применяется перед штамповкой или раскаткой. Во время отжига снимаются внутренние напряжения, возникшие при отливке или механической обработке.

Закалка

При закалке заготовку прогревают до температуры пластичности и держат в таком состоянии в течение определенного времени, за которое стабилизируются внутренние структуры металла. Далее изделие быстро охлаждают в большом количестве воды или масла. Закалка существенно повышает твердость материала и снижает его ударную вязкость, повышая, таким образом, и хрупкость. Применяют для элементов конструкций, подверженных большим статическим и малым динамическим нагрузкам.

Отпуск

Проводится после закалки. Образец нагревают до температуры, несколько меньшей температуры закалки, и охлаждают медленно. Это позволяет компенсировать излишнюю хрупкость, появившуюся после закалки. Применяется в инструментальном производстве

Старение

Искусственное старение заключается в стимуляции фазовых превращений в массе металла. Его проводят при умеренном нагреве для придания материалу свойств, возникающих при естественном старении за долгое время.

Нормализация

Нормализация проводится для повышения ковкости без заметного снижения твердости за счет приобретения сталью мелкозернистой структуры.

Ее применяют перед закалкой и для повышения обрабатываемости резанием. Проводят так же, как и отжиг, но остывает заготовка на открытом воздухе.

Способы обработки металлов

Такой технологический процесс, как металлообработка, подразумевает физическое воздействие на металлы или сплавы с целью изменения их размеров, форм, характеристик, физико-механических свойств. В понятие металлообработки входит огромное количество разнообразных технологий и методик, находящих применение в современной промышленности и производстве. Причем в каждом из направлений работают высококвалифицированные специалисты, используется профессиональное оборудование и инструменты.

Основные способы обработки металлов

Для достижения материалами необходимых характеристик и физико-механических свойств могут использоваться разные методики.

Наиболее востребованными из них сегодня являются:

  • механическая обработка металлов;
  • обработка металлов под давлением;
  • литье;
  • сварка.

С помощью этих технологий можно варьировать форму, размеры, особенности материалов. Они могут применяться самостоятельно или в сочетании друг с другом. Причем надежность любых металлических конструкций и изделий, использующихся в строительстве, производстве, быту, напрямую зависит от качества обработки металлов.

Обработка металлов резанием

Речь идет о механическом воздействии на материал, вследствие которого он принимает необходимые размеры и форму за счет удаления лишнего с помощью специальных режущих инструментов. Весьма востребованная и хорошо развитая отрасль металлообработки, в которой работают многие современные предприятия.

В рамках обработки металлов резанием может осуществляться:

  • токарная обработка;
  • воздействие за счет использования абразивных материалов;
  • нарезка резьбы;
  • обработка с помощью напильника.

Обработка металла под давлением

Эта технология включает в себя процессы, позволяющие изменить форму и конфигурацию механической заготовки при условии сохранения ее сплошности. Речь идет о пластической деформации, приводящей к частичному смещению определенных частей детали. Обработка материалов под давлением включает в себя несколько технологических процессов.

Все перечисленные процессы широко применяются в современной промышленности. Они позволяют создавать металлические детали заданных размеров и характеристик за счет использования для работы над исходным сырьем специального оборудования.

Литье металлов

Обработка металлов может осуществляться также посредством литья. В рассматриваемом случае металл плавится, а потом заливается в предварительно подготовленные формы, где и застывает.

Таким способом получают детали различных размеров и форм, называемые отливками.

Сварка металлов

Включает в себя обработка металлов также сварку отдельных деталей, заготовок или других элементов. Сварка подразумевает соединение краев металлических изделий с предварительным их разогревом.

Начавшие плавиться кромки состыковываются и затвердевают, благодаря чему создается прочный шов.

Существует несколько заслуживающих внимания разновидностей процесса:

Холодная сварка является уникальным вариантом организации процесса. В данном случае речь идет не о разогреве кромок соединяемых элементов, а о вдавливании одного металла в другой. Методика относительно новая, но уже пользуется популярностью на производстве.

Оборудование для обработки металлов на выставке

Поскольку рассматриваемая сфера включает в себя большое количество процессов и методик, ассортимент оборудования, используемого для их реализации, чрезвычайно широк. Причем, выбирая оборудование для металлообработки, важно отдавать предпочтение продукции известных и хорошо себя зарекомендовавших производителей.

Узнать же больше о данной сфере, ознакомиться с классическими моделями и новинками оборудования, а также наладить полезные связи вам поможет специализированная международная выставка « Металлообработка». Это мероприятие проводится в московском ЦВК «Экспоцентр» ежегодно. Особенно интересным оно будет для работников данной сферы, научных сотрудников, предпринимателей.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector