Обработка металлов — виды, методы и технологии

Люди обрабатывают металлы с древности. Но изменять формы и размеры заготовок сложно из-за характеристик материала, как правило, для этого требуются значительные усилия. Поэтому обработка металлов производится с помощью различного станочного оборудования и особых методов.

Металлообработка: задачи

Металлообработка является технологическим процессом, способствующим определенному воздействию на него: вследствие ее меняются характеристики, свойства и габариты заготовок. Благодаря этим манипуляциям в итоге получаются нужные комплектующие.

Основные виды

Обработка металлов включает ряд направлений и методик. И профи, и начинающие специалисты должны ориентироваться в принципах каждого из них и реакции материала на каждую операцию. Знать особенности технологического процесса важно потому, что это поможет вовремя заметить ошибки и скорректировать их.

Металлообработку принято разделять на группы:

механическую — большую группу разных методик, осуществляемых посредством специализированных агрегатов;
работы с давлением. Они изменяют конфигурацию деталей посредством устройств, воздействующих на них, нагнетая давление. При этом не нарушается их целостность. Если вы взаимодействуете с твердым сплавом, прежде его потребуется разогреть;
термическую — злементы обрабатывают в высокотемпературном режиме, вследствие чего улучшаются их свойства;
химической — сырье изменяется в результате контакта с кислотами, щелочами и прочими химическими соединениями, реагирующими с ним;
электрическую, включающую приемы для проделывания отверстий. Соответственно, применяется с твердыми сталями.

Обработка металлов — активно развивающаяся сфера. В настоящее время, с изобретением инновационного оборудования, появляются и новые, более продуктивные варианты металлообработки.

В связи с чем выбирается технология обработки металлов?

Определенные методики выбирают, учитывая твердость конкретного сплава и ряд прочих особенностей, в частности, его химических свойств. Выбор осуществляется с учетом следующих показателей:

прочности;
температур плавления, закалки (при условии, что требуется воздействовать термически).

Выполнить конкретную задачу возможно, учитывая характеристики сплава. Это относится, прежде всего, к распиловке, формированию фигурной продукции, шлифовке, штамповке. Инструментарий и технологии выбираются с учетом желаемого результата.

Механические способы

Этот ряд методик — распространенный и востребованный. Основа работ — с заготовок снимаются слои.

Сверление и точение

Сверлением называют способ, включающий следующие этапы:

Закрепление изделий на столах (задействуются тиски и струбцины).
Затем патрон снабжают нужной оснасткой, чтобы нарезать резьбу;
Далее запускается электродвигатель, патрон выкручивается с помощью шпинделя, формируется отверстие с требуемым диаметром.
Поскольку для различных нагрузок предусмотрены разные сверла, оснастка выбирается с учетом свойств сплава.

Точением создают конусообразные или цилиндрообразные формы. Этапы:

Закрепление изделий в подвижный шпиндель.
Включение питания двигателя, выкручивание обрабатываемого элемента.
Мастера, путем манипуляций с резцами, производят снятие слоев.

С помощью сверления и точения обрабатываются многие виды сплавов.

Шлифование и фрезерование

Распространенным является фрезерование, несколько напоминающее сверление. При использовании фрезы возможно создание резьбы и углублений, обрабатываются торцы, из-за вращения шпинделя идет снятие верхнего слоя.

Шлифованием называется обработка металлов абразивами за счет фиксации на подвижном валу круга с напылением из абразивных частиц. Фракция абразивов определяет характер работ — самой крупной чистят поверхности от следов коррозии, максимально мелкой делают финишную шлифовку.

Обработка металлов

Токарные работы

В основе — снятие с деталей материала тонкими слоями, в итоге достигается конкретный уровень шероховатости. Работа производится специальными режущими инструментами на станках.

Скорость резки и непрерывность процесса определяют качество готового изделия. Если он идет бесперебойно, а скорость повышенная (ее подбирают в индивидуальном порядке), можно надеяться на качественный результат. Токарный инструмент служит для изготовления множества востребованной продукции — втулок, зубчатых колес, валов, шкивов, втулок, муфт, колец, гаек.

Применение давления

Это в буквальном смысле историческая методика, известная с древности. Сегодня она изменилась, и существенно, но принцип тот же: физическое воздействие либо давление влияют на размеры заготовки.

В этой группе объединяются способы:

горячей прокатки — так изготавливают многие разновидности металлопроката;
штамповки — объемной и листовой. Первая является изменением конфигурации от простой к сложной (изначально формы простые). Листовая служит для производства разноразмерных продуктов;
холодной прокатки, улучшающей свойства горячекатаного проката. Вследствие применения этого метода повышается качество поверхности, размеры становятся по максимуму точные;
волочения для формирования поперечных сечений — заготовки протягиваются сквозь отверстия нужной конфигурации. Метод служит для изготовления квадратного, круглого, многоугольного прутка, тонкостенных труб и фасонных изделий;
ковки — ручной или механизированной формовки нагретой детали. Первая применяется для создания небольших декоративных элементов;
комбинированного способа — результат получается вследствие применения различных других;
экструдирования (то есть прессования — горячего и холодного) — его применяют для изготовления длинномерных профильных продуктов путем выдавливания из каналов. Так обрабатываются в основном цветные мягкие сплавы (меди, алюминия). Нередко дополнительный нагрев не требуется.

Сварка

Сваривание служит для соединения элементов на мелкосерийных и массовых производствах. Сырье нагревают, чтобы получить кромки или сделать его пластичным. Затем формируют монолитные конструкции. Обычно пользуются 3 методами сварки:

газовым — для нагрева служит газовая горелка;
химическим — повышением температуры за счет химических реакций;
электрическим — самым распространенным. Сначала материал нагревается, затем плавится, в результате детали возможно соединить.

Последний делится на еще 2:

контактную сварку (точечную и роликовую). Сырье нагревает ток. Первый вариант служит для соединения в определенных точках, второй — сплошным швом
дуговую — детали нагреваются теплом электрической дуги. Для этого используют специальное оборудование и электроды.

Сварка помогает создавать конструкции в строительстве, трубопроводы, кузова автомобилей.

Литье

Эту технологию обработки металлов отличает своя специфика. Они имеют различную температуру плавления, и для многих она достаточно высока. Просто открытого огня недостаточно — необходимо плавильное оборудование со специальным топливом. К примеру, для плавления олова требуется нагрев до +231 °C, железа — 1531 °C. Многие материалы требуют особых условий — например, тугоплавкие нуждаются в глиняных формах. Исключение делается для титана — ему требуются прочные формы. Технология такова: производят заливку расплава в формы, мастер дожидается застывания моделей. Затем многоразовые матрицы разбирают, чтобы достать отлив, одноразовые просто ломают. Отлив может быть уже готов к использованию или потребовать последующих манипуляций.

Резка

Способом резки обрабатывают сплошные и полые элементы, металлические листы. Прямой рез можно производить ручными ножницами. Высокотехнологичный станок с ЧПУ потребуется для фигурной резки, так как она требует большой точности.

Чтобы резать металлопрокат, применяют:

болгарку — в домашних условиях;
гильотину — разновидность станка, быстро и с усилием опускающего лезвие на рабочую зону, скорость резки у гильотин достаточно высокая;
кислородное воздействие используют для сырья, содержащего легирующие элементы по минимуму;
лазер в настоящее время применяют часто — это температурное высокоточное воздействие на нужное место распиловки;
плазменную, также отличающуюся высокой точностью — материал плавится, место плавления, благодаря термическому воздействию, очищается от излишков вещества (они подвергаются испарению);
ленточнопильные аппараты — так как на этих агрегатах кромки, в итоге, выходят ровными, и устройство имеет дополнительные возможности, его считают одним из лучших вариантов;
циркулярной пилой — ее обычно используют в быту, так как рабочий процесс трудозатратен и не гарантирует высокой точности.

Разное оборудование работает в различных режимах и служит для точения, сверления, зубонарезки, шлифовки, фрезеровки.

Компания ООО ПКФ «Пром Снаб» предлагает качественные услуги металлообработки разных видов.