Что такое механическая обработка

Технологии обработки металлов: виды механической металлообработки – основные способы

что такое механическая обработка

23.03.2020

Сталь является одним из самых крепких материалов, поэтому ее используют практически во всех сферах машиностроения и производства. В статье мы расскажем про основные виды механической обработки металла и металлических изделий, нюансы каждого способа.

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.

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

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.

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.

Механическая обработка деталей из металла

При взаимодействии инструмента с заготовкой можно снять верхний слой – это самый распространенный результат в данной группе способов металлообработки.

Сверление и точение

Просверлить можно сквозное и глухое отверстие. Оно может быть самобытным или предназначенным для последующего нанесения резьбы. Сверлят следующим образом:

  • Сперва закрепляют деталь на столе, обычно с помощью тисков или посредством специального зажима на станке.
  • Устанавливают оснастку. Это может быть сверло разного диаметра и заточки.
  • Производится запуск двигателя с последующим закономерным движением инструмента одновременно в двух направлениях – вокруг своей оси и вперед, врезаясь в толщу металла.

Выбор сверла должен зависеть не только от диаметра необходимого отверстия, но и от плотности материала. Кончик может просто сломаться при неправильном подборе.

Точение – это металлообработка цилиндрических и конусных заготовок на токарном станке. Шаблон надежно фиксируется в шпинделях с электрическим приводом и вращается вокруг своей оси. Токарь с помощью специальных инструментов, которые зажимаются в тисках, направляет режущую кромку на необходимую часть. В результате срезается верхний слой. Подобным образом также наносится внутренняя и внешняя резьба.

Шлифование и фрезерование

Фрезерный станок работает уже не только с цилиндрами и с конусами, но и с другими формами. Принцип работы аналогичный, но заготовка уже не вращается, движется только фреза. Типоразмер резцов самый разный, часто они представлены сверлами, развертками и прочими инструментами.

Шлифовка предназначена для того, чтобы добиться максимальной точности размеров и необходимой шероховатости. Когда нужна максимальная гладкость, применяются абразивные круги с минимальным размером абразива. Также дополнительно можно отполировать поверхность с помощью специальной полировальной машины. Шлифование делят по степени обработки на грубое или черновое, чистовое и тонкое.

Способ обработки металла давлением

В случае, когда нельзя нарушать целостность экземпляра, но требуется изменить его форму, то применяется более мягкая металлообработка с помощью прессов и штампов. Оборудование работает по принципу оказания большого давления на рабочую область.

Прокат

Все изделия из металлопроката созданы по данной технологии, а именно:

  • листы;
  • трубы;
  • фасонная продукция.

Принцип работы следующий: заготовка проходит через сжимающиеся вальцы, приобретая необходимую форму.Обычно поперечное сечение уменьшается, а разрез приобретает нужные параметры. Есть три подвида прокатки:

  • продольная, она же самая распространенная – в ходе операции лист или труба подаются вдоль, сжимаются ее края со всех сторон;
  • поперечная – поступательное движение отсутствует, таким образом обрабатываются шары, втулки, цилиндры;
  • поперечно-винтовая – усредненный вариант, в основном применяется для деталей с полостями внутри.

Волочение

Задача данной процедуры – уменьшить величину сечения детали. В ходе операции более крупная заготовка протягивается через волоки. Примером может служить изготовление проволоки (откуда и название распространенного материала). Сперва более крупный металлический канат проходит сквозь ряд фильер. Метод также имеет разновидности, волочение бывает:

  • сухое – для смазывания применяется порошок;
  • влажное – используется мыльная жидкость;
  • черновое и чистовое;
  • однократное и многократное;
  • холодное и горячее.

Прессование

С помощью этой технологии обработки металлов получают изделия из чугуна, алюминия и других хрупких материалов, которые под воздействием высокой температуры или без нагрева приобретают нужную форму. Заготовку зажимают в матрице с отверстиями. Сверху начинает действовать пресс. Под его воздействием вещество просто выдавливается в заранее подготовленные емкости. Так получаются запчасти для автомобилестроения, самолетостроения и прочих сфер производства.

Матрица обычно подготавливается из жаропрочной стали, поскольку часто необходим нагрев. Прессование бывает:

  • холодным для алюминия, олова, меди;
  • горячим для чугуна, сплавов с содержанием никеля, титана.

Ковка

У каждого типа металла есть своя температура, когда он поддается процедуре. Она относится к одним из самых древних, поскольку еще кузницы средневековья работали по этому принципу – нагрев и механическое воздействие. Сейчас все доведено до автоматизма. Есть три способа:

  • машинная с молотами (пневматическими и другими);
  • штамповка – мы выделяем этот вид металлообработки в отдельный класс;
  • ручная – почти не применяется.

Штамповка

Она может быть объемной и листовой. В первом случае получаются трехмерные изделия, во втором – штампы с плоскими параметрами. Есть две части у станка – матрица и пуансон. Одна из них является статичной, а другая – подвижной.

Обе они зеркальные (в случае работы с листом) или имеют разную конфигурацию, в соответствии с нужной деталью. Обычно между двумя элементами есть один или несколько зазоров, куда выдавливается излишек. Затем он счищается, а сама заготовка на этом месте шлифуется.

Но есть и полностью закрытые штампы, в которых таких отверстий по бокам не предусмотрено, тогда требуется точно распределять количества металла.

Листовая штамповка бывает двух видов:

  • формообразующая – элемент получает необходимые для детали изгибы;
  • обрезная – происходит фигурная резка.

Простым примером технологической процедуры можно привести чеканку монет.

Обработка с помощью резки

Разрезать можно как металлический лист, так и любой полый или сплошной элемент, например, жгут. Резать можно напрямую или применять фигурную процедуру. В первом случае возможны даже ручные ножницы по листовой стали, а во втором не обойтись без высокотехнологичных станков с пультом чистового управления.

Источник: https://stanokcnc.ru/articles/tekhnologii-obrabotki-metallov-vidy-mekhanicheskoy-metalloobrabotki-osnovnye-sposoby/

Механическая обработка металла: что это такое, виды, способы и основы металлообработки

что такое механическая обработка
05Дек

статьи

В статье расскажем про механическую обработку металлов, сплавов и других материалов – что это такое, разновидности, особенные черты. Это имеет значение, потому что многие производства используют металлические элементы, которые нужно привести в нужную форму. От отливки крупных стальных листов для обшивки ракеты до загибания скрепок при изготовлении тетрадей – все это металлообработка.

Особенности рассматриваемого процесса

Есть много способов, как работать с металлическими элементами. Вещество можно отливать в нужную форму, обдавать теплом или холодом, воздействовать электричеством, химикатами. Но самый старинный вид – резание. Разделение одной заготовки на две части может происходить несколькими методами. Основная черта – приложение воздействий, сил, которые окажутся больше, чем внутренние, молекулярные, которые держат упругость, увеличивают прочность, твердость.

Основные виды и способы механической обработки металла

Ниже перечислим процедуры, способствующие изменению физических или химических качеств, деформации предмета. Прежде чем выбрать подходящий метод, необходимо сравнить все характеристики металлического образца и результат, который нужно получить. Основная цель – преодоление предела упругого деформирования, то есть следует добиться того, чтобы элемент поменял форму и не вернулся в прежнюю обратно.

Фрезерные работы

Вращающиеся фрезы на станке предназначены для фигурной резки круглых заготовок. Они зажимаются между двумя шпинделями, в редких случаях – прикручиваются к одной стороне. Есть устройства с ручным приводом, тогда оператор вручную направляет инструментом с лезвием, а есть те, которые подключены к пульту ЧПУ, то есть имеют компьютеризированное управление. Они работают в автоматическом режиме, рабочий только задает программу наблюдает за процессом.

Зубонарезные работы

Это процедура нарезания и обработки зубьев, например, при изготовлении шестерен. Стружка снимается тонким слоем с помощью специального станка. Сперва происходит черновая механическая металлообработка, затем чистовая. Иногда для упрочнения требуется термообработка с последующей шлифовкой, подгонкой. Инструмент – дисковая фреза, имеющая профиль, соответствующий расстоянию между зубцов.

Токарные работы

С помощью резцов, сверл и разверток с поверхностного металлического слоя снимаются лишние стружки. Образуется нужный узор, впадины, отверстия. Есть два движения – вращение заготовки и воздействие подачи. На токарном станке можно сверлить проемы и развертывать, зенкеровать их, нарезать резьбу, отрезать часть, вытачивать канавки. Результатом будут полученные изделия:

  • гайки;
  • втулки;
  • валы;
  • шкивы;
  • муфты;
  • кольца;
  • зубчатые колеса.

Механическая обработка металла: виды и методы

Есть две большие категории – со снятием верхнего слоя и без него. К первым относятся точение, сверление, шлифование, дробление и все, что можно отнести к резанию. В данном случае меняется форма, габариты заготовки.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое ход поршня

Если не нужно использовать ничего для образования среза, то применяют давление или удар. Воздействие может быть оказано прессом, водой, воздухом, потоком абразивных частиц. Процедура может быть проведена вместе с термообработкой или в естественном температурном режиме. К этой категории относятся: штамповка, прессование, металлопрокат.

Способы металлообработки

Помимо одного из двух методов, необходимо выбрать инструмент. Это могут быть режущие сверла, резцы, протяжки, метчики для резьбы, развертки и прочие элементы с острым краем. Для каждой операции необходимо соблюдение техники безопасности и рекомендаций технологической карты. Некоторые станки могут быть многофункциональны, но другие предназначены только для одного типа действия.

От чего зависит процесс механической обработки поверхности металлов

Нельзя сразу приступить к работе, требуется предварительно создать подробный чертеж с размерами. Затем можно выбрать один из вариантов или их комбинацию, например, сперва отрезать лишнее, а затем обточить. Иногда графические документы требуются и для промежуточных этапов, если их много или они должны обладать высоким классом точности. Выбор в целом зависит от:

  • материала и его физических, химических свойств;
  • размеров;
  • нужной формы;
  • процедуры;
  • шероховатости.

Используемое оборудование и инструмент для механической обработки металла

В основном это станки и расходные материалы. Крупные приборы можно разделить на ручное управление и с ЧПУ – пультом управления. Первые дешевле и проще в освоении, но они требуют постоянного присутствия и внимания оператора. А вторые позволяют сделать изделия с максимальным классом точности.

Есть также аппараты со скромными габаритами, которые удобны для переноски в руках, например, для шлифовки. Некоторые умельцы делают станочные установки самостоятельно, приведем пример в следующем видео, как в своем гараже сделать токарное приспособление:

Инструмент – это режущая кромка, обычно изготавливаемая из инструментальной стали, поэтому обладающая высокой прочностью.

Точение и сверление

Заготовка закрепляется в шпинделях, которые подключены к электрическому приводу совершают быстрое вращение. Резец закреплен в суппорте и совершает движения, которые либо направлены рукой оператора, либо системой управления. Вытачивать можно конусы, цилиндры и прочие фасовочные детали.

Сверление выполняется с целью образования отверстий. Они не обладают высокой точностью, а являются основой для механической обработки металлов, например, для нанесения резьбы. Также аналогичными процедурами, но с большей точностью, являются развертывание, рассверливание, растачивание и зенкерование.

Фрезерование и шлифование

Фрезы помогают обработать торцевую часть, периферию, сделать фаску. Можно вытачивать тонкие детали – канавки, шпонки, подсечки. Затем делают шлифовку для того, чтобы добиться нужного уровня шероховатости. Для устранения лишнего слоя (до микроразмеров) применяются абразивные круги. Шлифовальные зерна используются вместе со смазочным материалом. Часто это бывает финишным, итоговым этапом.

Электрическим способом

Когда на металлические образцы подается ток, они частично разрушаются. На электрод подается напряжение, появляется искра. Чтобы частицы правильно достигли поверхности, необходимо заполнить пространство специальным маслом. В эту категорию также можно отнести ультразвук. Частота колебания настолько высокая (более 20 кГц), что можно делать отверстия даже в особенно прочных и драгоценных металлах.

Металлообработка давлением

Это процедура, при которой не страдает целостность – верхний слой остается на месте. Но форма значительно меняется. Это осуществляется посредством штамповки, прессования или ковки.

Часто процесс сопровождается нагревом элемента до температуры, превышающей температуру пластичной деформации. Например, кованые детали нагревают, затем делают несколько ударов.

А для штампования используется одновременно две металлические фигуры, которые зеркально повторяют друг друга – матрица и пуансон. Между ними зажимается стальной лист.

Повышение защитных свойств материала с помощью химической реакции

Чтобы улучшить качество изделия, нужно подвергнуть заготовку управляемым изменениям состава. Иногда они происходят в кристаллической решетке на уровне нарушения структуры, но чаще это простое покрытие поверхности дополнительным слоем, чтобы увеличить продолжительность срока использования. Например, защита от коррозии с помощью цинкования. Процедура делается при проведении электролиза.

Термические операции механической обработки металла

Для многих результатов требуется нагрев элемента с последующим охлаждением. Это позволяет увеличить прочность, изменить кристаллическую структуру, а также совершить деформации, например, ковку. Различают следующие виды термообработки.

Отжиг

В результате увеличения температуры до предела пластичности с последующим снижением жара вместе с печью уменьшается твердость, но становится проще обрабатывать деталь. Часто используется перед штампованием или ковкой.

Закалка

Это аналогичная процедура, но она включает еще один этап – повышенные градусы держат достаточно долго для того, чтобы структура стабилизировалась. А охлаждение происходит не медленно, а быстро – в минеральном масле или просто в воде. Это нужно для того, чтобы снять внутреннее напряжение, образованное после литья, а также для таких элементов, которые испытывают постоянное механическое воздействие в период эксплуатации.

Отпуск

Это повторный нагрев после закалки, который позволяет закрепить все проявившиеся качества, но при этом снизить повышенную хрупкость. Повторное нагревание значительно менее интенсивное.

Старение

Редко используется искусственная стимуляция процессов, которые происходят при стандартном изменении в течение времени.

Нормализация

Это изменение структуры – если сперва после литья химическая решетка с крупным зернами, то после операции она становится мелкозернистой. Это сильно повышает ковкость, но прочность не страдает. В статье мы рассказали про разные технологии механической обработке металла и показали фото. В качестве завершения темы посмотрим короткий ролик.

точная металлообработка

Источник: https://www.rocta.ru/info/mekhanicheskaya-obrabotka-metalla-chto-ehto-takoe-vidy-sposoby-i-osnovy-metalloobrabotki/

Виды обработки металла

что такое механическая обработка

Вырезать из металлического листа заготовку или придать ей нужную форму можно, используя специальное оборудование. Сотрудники ООО «ЧЗМК» качественно выполняют все виды металлообработки. Цеха компании оснащены современными станками. Есть оборудование с ЧПУ. Мы быстро выполняем заказы любых объемов, привозим заказы всеми видами транспорта.

Особенности обработки металла

Металлы, состоящие из разных компонентов, имеют свои показатели прочности и гибкости, другие характеристики. Их нельзя обрабатывать одними и теми же способами. При выборе метода воздействия на материал учитываются требования к изделию, которое нужно получить. Иногда приходится менять не только форму, но и технические характеристики сплава.

Существует 5 способов обработки металлических заготовок:

  • механическая;
  • химическая;
  • электрическая;
  • термическая;
  • воздействие давлением.

Используя инструменты, предназначенные для механических работ, можно раскроить деталь, проделать в ней отверстие, отшлифовать. Зачастую в результате получается черновая заготовка, на которую дополнительно воздействуют давлением, высокими температурами.

Обработку стали твердых марок выполняют электрическим способом. Еще его применяют, если нужно проделать отверстия разной формы и размеров в металле, выполнить заточку инструментов. Данный способ предполагает использование станков разных типов.

Химическая обработка – это воздействие на заготовку разными составами (кислотами, щелочами), которые вступают в реакцию с металлическим сплавом. После завершения взаимодействия меняются физико-химические характеристики металла. Их улучшение зачастую и есть смыслом воздействия.

При термической обработке, как и при химической, улучшаются эксплуатационные свойства заготовки, повышается ее прочность.

Изменить форму детали, не нарушив при этом ее целостность, можно при помощи высокого давления. Работая с твердыми металлами (некоторые марки стали, к примеру), заготовку предварительно разогревают.

Электрическая обработка

При обработке металла электрическим способом подается разряд высокой интенсивности. Он разрушает поверхность заготовки. Используют технологию:

  • если нужно сделать отверстия в тонком металлическом листе;
  • для заточки инструментов;
  • при обработке заготовок из твердых сплавов;
  • чтобы достать из ранее сделанного отверстия часть отломавшегося сверла или другой элемент (если это нельзя сделать другим способом).

Напряжение подается на электрод, сделанный из графита или латуни. Металл под таким воздействием оплавляется. В некоторых случаях используют ультразвук. Полученные после подачи напряжения колебания частотой 20 кГц и больше вызывают резонанс. Это ведет к точечному разрушению верхнего слоя заготовки. Метод применим для работы с нержавеющей сталью и прочными сплавами. Под воздействием ультразвука разрушается не только металл, но и драгоценности.

Художественная обработка металлов

Различают несколько видов художественной обработки металла:

При помощи специальных инструментов и оборудования на поверхности заготовки создаются декоративные элементы или сама деталь превращается в цветок, листок растения, изогнутый стебель.

Чеканку используют, если на поверхности заготовки нужно сделать рельефный узор. Металл сначала разогревают. Как только сплав становится пластичным, его поверхности специальным оборудованием придают нужный рельеф. При этом толщина заготовки не изменяется.

Ковка – одна из самых старых технологий. Нагретому или холодному металлу придают нужную форму. Заготовки, не прошедшие термическую обработку, прессуются. Такие детали и изделия получаются менее прочными. Нагревается металл до определенной температуры. Перегретый сплав начнет плавиться.

Ковка бывает разных видов:

  • свободной (заготовка закрепляется с одной стороны, а нужная форма придется кувалдой или молотком);
  • машинной (делается при помощи тяжеловесных механизированных молотов);
  • штамповкой (на металл воздействуют заготовленным ранее штампом).

Последний способ нужен для производства большого количества одинаковых декоративных элементов. При данном способе обработки используют две формы, одна из которых – зеркальное отражение другой.

Литье отличается от ковки и чеканки тем, что мастер работает с расплавленным металлом. Состав заливают в многоразовые формы. Работая с цветными металлами и марками стали, у которых низкая температура плавления, используют пресс-формы.

После их заполнения на заготовку воздействуют давлением от 7 до 700 МПа. При работе с труднообрабатываемыми составами используют технологию ЛГМ. Литейные формы выполнены из материала, который во время заполнения газифицируется.

Отливки полчаются точными, процент брака минимален.

Механическая обработка металлических заготовок

При механической обработке металла отделяют слой заготовки, в результате чего меняется его форма. Используют ручной инструмент и автоматизированные станки. Независимо от вида оборудования к его режущей части применяется механическое воздействие.

Заготовки обрабатываются на станках разных типов. Существуют следующие виды механического воздействия на металлическую заготовку:

  • сверление;
  • точение;
  • строгание;
  • фрезерование;
  • шлифование.

Детали, имеющие форму вращения, вытачиваются. Круглые отверстия проделываются методом сверления, а продольные пазы – строгания. На фрезировальных станках можно сделать деталь любой формы. Перед нанесением на черновую заготовку финишного покрытия и для удаления дефектов используют шлифовальное оборудование.

Зачастую при изготовлении отдельных частей металлоконструкций обработку металла производят несколькими методами.

Обработка давлением и с помощью резки

Обработка металла давлением входит в группу художественных методов. Кроме изменения формы заготовки, ее можно вытянуть или сжать. Данным способом делают не только декоративные изделия, но и колесные базы, баки для бензина.

При резке металл делится на части нужных размеров. Профиль стандартной ширины и толщины из сплавов средней прочности чаще всего делают при помощи абразивного круга или дисковой пилы. Если нужно выполнить раскрой заготовки более сложной формы или произвести обработку прочной заготовки используют другие способы резки:

  • ручную;
  • газовую;
  • лазерную;
  • плазменную.

Для вырезания одной или нескольких заготовок лучше использовать ручной инструмент. Он потребляет меньше электроэнергии, чем станок или же вообще не требует подключения к источнику питания. Сэкономить много времени не получится. Станок нужно подготовить к запуску, задать параметры.

Обработка металла газовой резкой применяется в том случае, если необходимо за короткое время сделать много деталей. Еще этот способ удобен, если заготовки нужно разместить в емкости для транспортировки.

Лазерная обработка многофункциональна. Кроме резки на специальном оборудовании, можно нанести на заготовку надпись. При резке лазером размеры полученных деталей соответствуют заданным параметрам. Твердый металл лучше обрабатывать плазмой.

Химическое и термическое воздействие на металлы для повышения их защитных свойств

При нанесении на металл химических составов запускается реакция, которая полностью контролируется оператором. Данным способом:

  • очищают поверхность заготовки перед ее покраской;
  • защищают металл от коррозии;
  • выполняют финишную отделку детали;
  • наносят защитные покрытия.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как сделать печь из газового баллона

После воздействия на сплав высокими температурами улучшаются его физические и механические свойства. После нагревания металл охлаждается. Все операции выполняются на специальном оборудовании.

Существует 5 видов воздействия термическим способом:

  • отжиг — для снижения твердости и повышения пластичности;
  • закалка — для снижения ударной вязкости и повышения твердости;
  • отпуск — для компенсации хрупкости после закалки;
  • старение — для изменения внешнего вида;
  • нормализация — для придания мелкозернистой структуры.

В последнем случае изменения повышают ковкость. При этом металл сохраняет твердость.

Сотрудники Череповецкого завода металлоконструкций тщательно подбирают метод воздействия на заготовку, вид оборудования. На производстве организован контроль качества. Мы работаем со всеми видами металлов.

Источник: https://chezmk.ru/stati/vidy-obrabotki-metalla/

Какие технологии применяются при обработке металла

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.

Источник: https://metalloy.ru/obrabotka/tehnologii

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.

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.

Способы и виды механической обработки металлов

[Механическая обработка металлов] – необходимый процесс перед тем, как металлическую деталь можно будет использовать.

Работать с разными видами металлов можно разными способами – все они имеют свои плюсы и минусы и могут использовать в разных ситуациях в зависимости от ваших целей.

Из статьи вы узнаете, что такое механическая обработка металлов, и какие ее виды существуют, и сможете выбрать, какая процедура работы с металлом требуется именно вам.

Варианты обработки с давлением

Существуют всего две возможности финальной обработки металлических деталей: это может быть сделано с помощью давления или резания.

Чаще всего ее используют, когда нужно придать металлическому листу форму, либо в процессе создания деталей из сортового металлопроката.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как сделать сверлильный станок из дрели

Этот способ воздействия включает следующие виды работ: гибку, штамповку, высадку и пр. Ниже мы рассмотрим всевозможные способы воздействия на металл с помощью давления подробнее.

Для обработки цветных металлов часто используется ручная горячая кузнечная обработка.

Для ее осуществления, материал предварительно нагревается до температуры, превосходящую его рекристаллизацию, а затем ему придают нужную форму.

Для этого используют самые простые инструменты: ручной молот или молоток. Степень нагревания материала зависит от его свойств: насколько в нем много углерода.

Чем меньше это значение, тем выше должна быть рабочая температура.

Подобная механическая отделка разных типов металлов считается достаточно эффективной, поскольку дает возможность создавать сплошные детали высокой прочности, не теряя при этом природных свойств материала.

Существует и более совершенный – механический способ горячей обработки.

В этом случае материал также разогревается до нужной температуры, но воздействие проводится с помощью специального устройства.

Механическая ковка может быть свободной, либо производиться с помощью кузнечного штампа.

В первом случае воздействие на металлическое покрытие происходит с помощью наковальни и молотка, которым воздействуют на металл.

Другой вариант – когда на металл оказывается воздействие специальным прессом, который придает ему нужную форму.

И молот, и пресс – механические устройства, но первое придает заготовкам нужную форму ударами, а второе – с помощью давления.

ВАЖНО ЗНАТЬ:  Технология хромирования в домашних условиях

Устройство-молот может быть паровым, паровоздушным, падающим с фрикционным диском или пружинным.

Пресс может быть гидравлическим, парогидравлическим, винтовым, фрикционным, эксцентриковым, кривошипным или пружинным.

Механическая обработка молотом используется реже, поскольку она очень шумная и менее эффективная и используется только на крупных производствах.

Помимо горячего воздействия, бывает также холодное — оно применяется чаще, поскольку способно придать заготовкам из цветных и черных металлов нужную форму, при это не влияя на ее физические характеристики.

В отличие от горячего воздействия, при холодном способе нагревать поверхность не нужно – вся работа производится при комнатной температуре.

Холодный способ воздействия называют штамповкой, она делится на разные виды. Штамповка может быть одно или многооперационной в зависимости от функций конкретного устройства.

Работа с материалом может проводиться как с сохранением сплошного покрытия, так и с его разделением – это тоже зависит от типа устройства, с помощью которого заготовке придается нужная форма.

Наиболее популярные виды холодного воздействия прессом следующие: воздействие с помощью гибки, вытягивания, обжатия, формования, выпучивания или разбортовывания.

Гибка позволяет изменить осевую форму детали, ее делают с помощью специальных тисков, которые устанавливают на гибочные штампы и прессы.

С помощью вытягивания можно сделать детали сложных форм. Для этого вида работ необходим давильный станок.

С помощью обжатия поперечное сечение полой детали уменьшается, а формование позволяет превратить заготовку в деталь, имеющую пространственную форму.

ВАЖНО ЗНАТЬ:  Как сделать улитку для холодной ковки своими руками?

Для этого вида обработки требуются вытяжные или специальные формовочные штампы.

При выпучивании заготовка так же приобретает вид пространственной формы, а при разбортовывании на детали создаются бортики и прочие дополненные элементы.

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.

Обработка металла

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.

Шлифовка металла

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.

Ковка

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:

  • гибка;
  • вытягивание;
  • осаживание;
  • и другие.

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

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.

Цинкование металла

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:

  • отжиг;
  • закалка;
  • отпуск;
  • старение;
  • нормализация.

Термическая обработка стали

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

Механическая обработка металла. Оборудование, принцип работы, виды

Механическая обработка металла помогает придать изделию нужную форму, размер. Для этого процесса используется специальное оборудование. Способы механической обработки различаются в зависимости от желаемого конечного результата, а также от тонкостей технологического процесса.

Станки для механической обработки также отличаются по управлению, воздействию на металл.

Два основных метода, по которым производится механическое воздействие на металл:

  1. Давление. Способ воздействия без снятия стружки с металлической формы. Материал изменяется приложением силы. Классический пример — кузничная обработка.
  2. Воздействие резанием. В этом случае с металла снимается стружка. К таким методам относятся: фрезерование, строгание, шлифование.

Во время воздействия механическим способом на металл происходит придание необходимой формы. Но для точности в любом случае нужно изготавливать технологическую карту, где будут указаны класс точности и размер выпускаемой детали. На основе карты создается чертеж готового изделия, также с указанием деталей точности и всех размеров.

От чего зависит тип обработки металла

Воздействие механическим методом в зависимости от многих деталей, габаритов изделия, класса точности может быть:

  • черновой;
  • чистовой;
  • получистовой.

Важно правильно создать технологическую карту и применить определенное оборудование, которое придаст заготовке необходимы габариты, размеры и класс точности.

Оборудование для механической обработки

В зависимости от конкретного вида механической обработки, а также от масштабов производства, используются следующие разновидности станков:

  1. Вертикально-фрезерные станки.
  2. Токарное оборудование с ЧПУ.

Каждая разновидность оборудования обладает нюансами использования.

Вертикально-фрезерные станки

На каждом предприятии, работающим с металлическими заготовками, в зависимости от специфики есть следующие подвиды фрезерного оборудования:

  • фрезерные станки;
  • зубофрезерные;
  • радиально-сверлильные;
  • горизонтально-сверлильные;
  • вертикально-сверлильные.

На крупных предприятиях с успехом применяют карусельные станки. Фрезерное оборудование используют для обработки металлических заготовок с целью получения сложных форм.

Оборудование для обработки под давлением

Кузнечное воздействие чаще всего проводится вручную и для этого используется молот и наковальня. Принцип работы за многие столетия не поменялся: на нагретую поверхность обрабатываемой заготовки опускается пресс.

В современных производствах используют следующие разновидности молотов:

  • паровой;
  • паровоздушный;
  • падающий;
  • пружинный.

Прессовые устройства могут подразделяться и по другому принципу:

  • винтовое;
  • фрикционное;
  • гидравлическое;
  • парогидравлическое;
  • кривошипный;
  • пружинный.

На производствах все чаще заменяют горячее воздействие на металл, используют холодное воздействие, называемое штамповкой.

Штамповка имеет несколько видов:

  • гибка;
  • обжатие — уменьшает полость детали;
  • вытягивание — обработка на специальном давильном станке;
  • формование;
  • выпучивание — дает изделию пространственную форму;
  • разбортовывание.

Для этого используют специальные формовочные штампы.

Методы резки металла

Резанием называется обработка с помощью специальных устройств разного рода. Тяжело обрабатывать цветные металлы. Поэтому в современных производствах применяется лазерная технология.

Основные разновидности резки металла:

  • обточка;
  • сверление — воздействие при помощи сверла, вращающегося вокруг своей оси;
  • строгание — воздействие резцом, который двигает вперед и назад при этом заготовка надежно закреплена;
  • шлифование — обработка при помощи вращающимся абразивным материалом.

Обточка применяется, если нет необходимости изменять размер детали. При сверлении в заготовке получает отверстия различного диаметра. Для этого технологического процесса необходимо сверло нужно диаметра, а также тиски, которые будут фиксировать заготовку.

Завершающий этап механического воздействия практически любого изделия — шлифование металла. Данный процесс позволяет придать заготовке гладкую поверхность и снять лишний слой. Специальные устройства для данного вида деятельности не нужны. Достаточно использовать шлифовальный круг.

Для различных видов воздействия механикой можно использовать как ручные станки, так и полностью автоматические. Первый вариант чаще всего подходит для небольших мастерских и индивидуальных мастеров. А крупные центры по металлообработке и изготовлению различных деталей предпочитают использовать крупные современные станки с автоматическим и полуавтоматическим режимом управления. На таком оборудовании намного выше класс точности и выше производительность.

Механическая обработка металла — основа любого металлургического производства. Для придания формы и необходимых габаритов применяются самые различные способы механической обработки.

Среди наиболее древних — ковка. Сейчас она уже уступает место холодной штамповке, но и применение молота и наковальни после предварительного разогрева материала, не уходит в прошлое. Но есть и другие методы механической обработки. Все из них требуют изготовления технологической карты с последующим чертежом

Источник: https://DokMetall.ru/mekhanicheskaja-obrabotka-metalla/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электропривод
Что такое конус морзе

Закрыть