Виды механической обработки металлов: коротко о главном

Статья расскажет вам об особенностях и видах механической обработки металлов

Точение металлических деталей

Этот способ применяется, когда исходную заготовку необходимо в незначительной мере доводить до нужных размеров и конфигурации. Для этого специалисты используют токарный станок, комплект сверл или резцов. Деталь, которую нужно обработать, помещают в специальное вращательное устройство, вокруг которого движется режущий механизм.

Токарный станок, для обработки преимущественно тел вращения путём снятия с них стружки при точении
Токарный станок, для обработки преимущественно тел вращения путём снятия с них стружки при точении

Благодаря оказываемому усилию кромка острия сверла врезается в деталь и удаляет лишний слой, который превращается в разного рода стружку. В зависимости от того какого вида выполняется резка стружка может быть:


Шлифовально-точильный станок Einhell Classic TC-WD

  • элементная – получается при обработке сверхтвердого металла, такого как титан, процессы выполняются на низких скоростях;
  • слитая – образовывается при высокоскоростной токарной обработке деталей из нетвердой стали, меди, олова, пластмассы;
  • надлом – возникает в результате резки металлопластичных деталей;
  • ступенчатая стружка получается, в результате обработки металлов средней твердости.

Для разных видов металла подбирается подходящая скорость, так тугоплавкие и сверхтвердые металлы нужно точить на минимальной скорости. Ее рассчитывают перед началом работ и задают в параметры точильного станка, далее скорость поддерживается автоматически.


Токарный станок по металлу OPTIturn TU2807Vario

Необходимо понимать, что более точные и чистые работы обеспечиваются на меньшей скорости, а черновые можно осуществлять на максимально допустимой.

Важным моментом являются сплавы металлов, из которых изготовлены резцы. Точило должно быть выполнено из более прочного сплава, чем деталь, которую планируется резать. Наиболее часто для резцов используют титан, вольфрам, тантал.

В зависимости от того какого рода необходима обточка, резцы имеют различные формы и размеры, разнообразие режущих элементов позволит выполнить работы с высокой точностью и меньшим количеством стружки, то есть без значительных отходов.

Резец можно классифицировать по основным видам обработки:


Набор токарных резцов со сменной твердосплавной режущей пластиной iscar

  • расточный;
  • резьбовый;
  • канавочный;
  • проходной;
  • отрезной;
  • подрезной;
  • фасонный.

Сам токарный станок может быть механический и автоматизированный с программным пультом управления. Последний дает наибольшую точность и скорость работы, этот вид станков пришел на смену механическим и постепенно вытесняет их с производства.

Все расчеты – скорость, необходимые углы, направления резьбы рассчитываются в программном комплексе, это открывает широкие возможности для производства нестандартных деталей. Если бы для них использовался механический, потребовалось бы значительное время на настройку и не исключен большой процент брака при этом.

Особенности 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.

Читайте также: Трехмерная лазерная обработка: особенности технологии и ее преимущества

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.

Бесплатная консультация

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.

 Процесс обработки металлических изделий

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.

 Использование обработанных механическим методом металлических конструкций

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.

Читайте также: Лазерная резка деталей: виды, возможности, преимущества

Особенности металлообработки

Каждый специалист, работающий в этой сфере, обязан знать не только методы резания, шлифования и проката, но и то, как каждый материал себя ведет в определенных условиях. Перечислим ключевые разновидности:

  • Электрическая. Обычно она применяется в случаях, когда необходимо сделать небольшое отверстие, а также для определенного типа закалки.
  • Механическая. Наиболее распространенная группа, в ней содержится большое количество разных способов.
  • Химическая. Посредством управляемой реакции и химикатов (солей, щелочей) меняются свойства металлов, они становятся крепче или изменяют свой верхний слой.

Обратите внимание! Перечисленные виды могут быть комбинированы, например, электрохимическая обработка.

  • Давление. Еще один распространенный подвид, согласно которому на заготовку оказывается внушительная сила, к примеру, прессом. Тоже часто приходится соединять этот метод с нагревом.
  • Термическая. Это не только закалка и прочие методы увеличения температуры, но и ее понижение – криогенная технология.

обработка металлов

От чего зависит вид металлообработки

Основная причина выбора – это технические характеристики металла, а именно:

  • его плотность;
  • химическая активность;
  • максимально и минимально допустимые границы нагрева;
  • хрупкость и пр.

Второй решающий фактор – это задача. Исходя из нее можно выбрать способы, которые помогают разрезать изделие, улучшить его физико-химические свойства и пр.

Таблица по видам

Процесс

Задача

Прокат

Придание заготовке требуемой формы без нарушения целостности

Ковка

Изменение конфигурации вместе с деформацией физических качеств детали под воздействием температуры

Пресс

Выдавливание из стального листа или иной плоскости нужного элемента с двухсторонним рисунком

Волочение

Создание профиля поперечного сечения

Объемная штамповка

Получение изделия необходимой формы

Шлифование

Придание поверхности нужного уровня шероховатости и достижение точности

Резание

Распиловка заготовки на две и более части

Точение

Достижение идеального цилиндра и создание насечек на нем

Основные виды механической обработки металлов

Механическая обработка металла может производится как со снятием верхнего слоя, так и без него. К операциям со снятием верхнего слоя относятся: точение металла, сверление металла, дробление металла, зубофрезерные работы, строгание металла, долбление металла , шлифование металла. К операциям без снятия верхнего слоя можно отнести давление и удар. В этом случае на металлическую деталь воздействуют с помощью прессов, воды, воздуха под большим давлением или интенсивным потоком абразивных частиц (например, пескоструйка). Такие процедуры могут проводиться под воздействием повышенной температуры или в естественном температурном режиме. К данной категории металлообработки можно отнести штамповку, металлопрокат и прессование. Ниже мы рассмотрим самые распространенные методы мехобработки металлических деталей со снятием верхнего слоя (резанием)

Услуги механообработки от ООО «РПМ»

Вид обработки Варианты исполнения
1 Выбор заготовки
  • поковка;
  • прокат;
  • литье;
2 Токарная обработка
  • обработка на токарно-винторезном станке;
  • обработка на токарно-карусельном станке;
3 Фрезерная обработка
  • фрезеровка пазов;
  • фрезеровка шлицев;
  • фрезеровка канавок;
  • фрезеровка зубьев;
4 Долбежная обработка
  • долбление зубьев;
  • долбление пазов;
  • долбление шлицев;
5 Шлифовальная обработка
  • плоское шлифование;
  • круглое шлифование;
  • обработка на зубошлифовальном станке;

Мехобработка металла может быть также черновой, получистовой и чистовой — конкретный тип подбирается в зависимости от габаритов (исходных и заданных), требуемого класса точности и качества обрабатываемой поверхности.

Как правило, механическая обработка в машиностроении состоит из множества операций. Заготовка в процессе превращения в готовое изделие обрабатывается на различных станках, последовательно проходя все этапы, отмеченные в технологической карте, которую предварительно составляют технологи. Их задача — разработать оптимальный с точки зрения производительности и затратности порядок обработки заготовки с учетом ее исходных параметров и на основании чертежа, в котором указаны все размеры, характеристики и класс точности будущего изделия. Эта последовательность операций называется технологическим процессом изготовления детали.

Электрический метод обработки металлов

Разрушение структуры материала под воздействием электричества давно изучено и активно применяется. Суть процедуры в следующем: на определенный маленький участок подается искра с высоким напряжением. При образовании заряда и при его контакте с металлической поверхностью выделяется очень большое количество тепла. Под воздействием температуры сталь начинает плавиться и испаряться – на месте образуется отверстие.

Преимуществом такого способа является чистота среза и фактически полное отсутствие остатков и обрезков. А чтобы даже те небольшие частички, которые образуются, не разлетались, в зону контакта заливают небольшим слоем маслянистую жидкость. Такая пленка буквально улавливает элементы.

механическая обработка металла

Борьба людей с песками, болотами и зарослями.

С появлением в Египте медных орудий труда египтяне успешнее, чем раньше, вели борьбу с песками, болотами и зарослями.

Египтяне огораживали участки земли плотинами из глины, смешанной с тростником. В плотинах устраивали ворота; через них вода при разливе заливала участок. Затем ворота закрывали и не выпускали воду, пока она не пропитывала хорошо почву. К участкам, до которых не доходил разлив, египтяне прокладывали от реки каналы.

Карта Египетское царства:

На болотистых местах рыли каналы, чтобы отвести в реку излишек воды. Медными топорами вырубали кустарник и тростник.

Ветер заносил каналы песком. Разливы Нила размывали плотины. Каждый год население расчищало и ремонтировало их.

Над постройкой и ремонтом каналов и плотин совместно трудились тысячи людей, живших по соседству друг с другом

Благодаря труду людей много земель в долине и дельте Нила стали пригодными для земледелия.

Сварка

Это основной используемый метод соединения двух и более металлических элементов. Сварной шов получается благодаря расплавлению металла в образуемой электродугой ванне. При застывании он становится очень прочным, почти монолитным с остальной поверхностью. Есть разные методы сваривания, самые распространенные:

  • ручной электродуговой с электродами;
  • полуавтоматический с помощью присадочной проволоки.

Разновидности аппаратов и технологию проведения дуги, режим выбирают в зависимости от материала и необходимой цели. В ряде случаев перед сваркой проводятся предварительные процедуры – зачистка, обрезка кромок, разделка.

виды обработки металлов

Современные виды механической обработки металлов

Кроме традиционных методов механической обработки металлов существуют и более современные, несколько из которых мы рассмотрим ниже:

Основные вехи в развитии металлообработки

В средние века появились машины, работающие за счет падающей воды. Примерно в это же время были изобретены и получили широкое распространение ручные инструменты для обработки металла: пилы, сверла, молотки.

До конца XVIII века, пока не началась промышленная революция, металлообработка велась старыми способами. Но многое стало меняться в 1775 году, когда Джон Уилкинсон изобрел устройство для вытачивания цилиндров — это открытие обеспечило толчок для создания парового двигателя.

Механическая обработка на станках с ЧПУ

Уровень качества, который обеспечивает любая технология механической обработки металлов, в первую очередь зависит от мастерства оператора того или иного станка или агрегата.

Поэтому, в целях повышения качества обработанной поверхности и точности габаритов получаемых деталей, обработку металлов резанием или давлением стараются проводить без участия человека (оператора), делегируя исполнение и контроль качества особому прибору – блоку числового программного управления.

Такие станки стоят недешево. К тому же, каждый обрабатывающий процесс начинается с создания «программы», управляющей работой привода и суппорта. Но впоследствии эту программу можно «запускать» уже в автоматическом режиме, получая гарантировано качественный результат (при условии стабильности габаритов режущих кромок у обрабатывающих инструментов).

Поэтому станки с ЧПУ имеет смысл использовать лишь в массовом производстве или для изготовления особо точных деталей.

Химическая обработка

Химикаты способствуют проведению реакции, которые позволяют:

  • очистить поверхность от коррозии и загрязнений;
  • нанести дополнительный защитный слой – оцинковка, гальванирование;
  • увеличить устойчивость к внешним воздействиям.

Обычно используют озонирование, хромирование, оцинковку, борирование и нанесения состава с алюминием.

металлообработка виды

Общее описание технологического процесса

Механообработка заготовок может производиться двумя методами:

  • давлением (без снятия стружки);
  • резанием (со снятием стружки).

В первом случае материалу придается нужная форма и объем путем силового воздействия инструмента, например, кузнечная обработка. Во втором случае с него снимаются поверхностные слои (припуск), например, фрезерование, строгание, шлифование.

Механическая обработка металлов является одним из этапов получения готового изделия из заготовки и требует предварительной подготовки технологической карты с указанием требуемых размеров и классов точности. На основе технологической карты составляется чертеж готового материала, где также указываются размеры и классы точности.

Особенности художественной обработки

Металлоконструкции создаются для декора зданий, для изготовления функциональных, но при этом красивых предметов быта. Можно использовать литье, чеканку, сварку, фигурную резку, чтобы добиться высокой эстетичности изделий. Также иногда применяют химические процедуры, чтобы нанести узор – травление.

металлообработка современные технологии

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...