Металообробка – це комплекс робіт технологічного характеру, який дозволяє змінювати розміри, параметри конфігурації, а також, якісні характеристики спеціальних заготовок зі сплавів або металів. Існують різні способи механічної обробки металів, що мають ряд істотних відмінностей, залежно від інструментів, що застосовуються, і загальної методики виконання роботи. Так, одні мають на увазі застосування спеціальних верстатів та інструментів, а інші неможливі без особливого температурного впливу на заготівлю та ін. До основних варіантів механічної обробки зазвичай відносять:

  • різання;
  • токарні операції;
  • вплив тиском;
  • термічну обробку.

Механическая обработка металла резкой

Процес передбачає використання верстатів та ріжучого інструментарію, які необхідні для зняття шару металу із заготівлі та надання їй необхідних параметрів або форми. Видаляється шар матеріалу при послідовному деформуванні і руйнуванні перетворюється на металеву стружку або пил.

Враховуючи широке розмаїття деталей, які різні між собою по ряду характеристик, зрозуміло, що для обробки металу різанням використовуються різні методики виконання операцій та верстати. Кожна деталь передбачає дотримання власної технології. Так, виробництво виробів може виконувати за допомогою:

  • свердління;
  • стругання;
  • фрезерування;
  • чернетки;
  • шліфування;
  • довбання;
  • лазерного різання;
  • плазмового різання.

Як правило, верстати, що використовуються в роботі, звуться застосовуваною методикою (фрезерувальні, довбіжні, точильні та ін.). На це обладнання встановлюються різні інструменти, які виконують саму процедуру. Їх міцність і твердість повинна значно перевершувати відповідні характеристики металу, що обробляється, а ріжучі краї повинні бути максимально гострими.

У процесі обробки різанням утворюються відходи, що вважається дуже позитивним фактом з економічної погляду. Однак, відмовитися від даного способу роботи з металевими заготовками неможливо. Та й його низька енерговитратність, універсальність, широкий вибір обладнання, що застосовується, з високою точністю одержуваних виробів повністю перекривають цей недолік.

Окремо варто відзначити, що при даному способі обробки заготовок повністю відсутня дія на структуру матеріалу, що в окремих випадках може виявитися вирішальним фактором. Операція, що проводиться, може виконуватися за допомогою одного робочого верстата або при їх комбінації, що залежить від конструктивних особливостей виробу, що створюється.

Механическая токарная обработка металла

Такий тип обробки є поширеною технологією виготовлення різних металевих виробів і деталей. Процес виконується за допомогою спеціальних верстатів, які дозволяють знімати шари матеріалу різних параметрів та товщини.

Основна відмінність від попередньої методики полягає у процесі роботи із заготівлею. У токарному верстаті вона нерухомо закріплюється в патроні і вже з його допомогою отримує крутний момент. Обробка виконується за допомогою свердла, різця, розгортки та інших інструментів, які закріплюються в супорті та здійснюють поступальні рухи з високою точністю. Так, головна особливість токарних операцій полягає у обертальних рухах оброблюваної заготовки, а верстати для різання, навпаки, оснащуються тільки інструментами, що обертаються.

Токарне обладнання дозволяє виконувати цілий перелік операцій:

  • виточувати будь-які циліндричні деталі;
  • нарізати різьблення різного типу;
  • свердлити отвори та розточувати їх, виконувати зенкерування чи розгортання;
  • відрізати частини заготовок;
  • виточувати канавки певної конфігурації;
  • обробляти уступи та торці та ін.

Верстати із системами ЧПУ (числового програмного управління) забезпечили суттєвий поштовх розвитку механічної токарної обробки металу. Це дозволило значно підвищити якість деталей при зниженні їх собівартості, а також, точність і чистоту робіт з матеріалами. Методика обробки дозволяє отримати вироби з більшості металів – титану, сталі, бронзи, міді та багатьох інших. Найчастіше виконуються інструментальні роботи з легованою та вуглецевою сталлю, включаючи металокерамічні сплави.

Механическая обработка металла давлением

Ця методика спирається на властивість різних металів під тиском зовнішнього навантаження змінювати свою форму без руйнування. Процес вносить зміни у структурну основу матеріалу та підвищує його механічні властивості. Саме тому, велика частина важконавантажених деталей у різних конструкціях виробляється за допомогою обробки металу тиском.

Суть обробки за допомогою тиску полягає в тому факті, що при взаємодії зі сторонніми факторами атоми можуть приймати інше положення в кристалічній формі ґрат. Пластична деформація дозволяє отримати з металевої заготовки виріб, що відповідає певним параметрам та конфігурації.

Роботи можуть проводитись холодним або гарячим способом. Для першого необхідний температурний показник нижче, ніж у рекристалізації. Для гарячої обробки необхідно температура заготовки перевищувала рекристалізаційний показник. Яка методика буде оптимальнішою, залежить від самого матеріалу та його пластичних властивостей. Кожен метал має встановлені критерії нагріву, які залежать від його фізико-хімічних характеристик.

Обробка тиском передбачає використання наступних технологій:

  • прокатку;
  • кування;
  • пресування;
  • волочіння;
  • об’ємне та листове штампування;
  • комбінований спосіб.

Підбираючи відповідний спосіб металообробки, фахівець враховує хімічні/фізичні властивості заготівлі, цілі експлуатації виробу, додаткові етапи впливу (пробивка струмом або покриття фарбою тощо).

До суттєвих переваг цієї методики можна віднести:

  • значне скорочення металевих відходів (порівняно з попередніми способами обробки);
  • збільшення продуктивності (одноразовий додаток зусилля дозволить значно змінити параметри та форму заготівлі);
  • широкий перелік доступних технологічних процесів дозволяє значно розширити номенклатуру вироблених деталей та ін.

Термическая обработка металлов и сплавов

Дана методика є поєднанням пластичної деформації металевих заготовок в сукупності з їх термічною обробкою. Термічна обробка дозволяє досягти високого та якісного комплексу властивостей механічного характеру різних металів та сплавів.

Термообробка дозволяє досягти таких результатів:

  • надання деталі необхідного рівня твердості в окремих вузлах або на всій поверхні матеріалу;
  • отримання оптимальної мікроструктури металів чи сплавів;
  • зміна хімічного складу у мікроструктурних частинках сплавів.

Також методика дозволяє досягти максимальної однорідності матеріалу, що стане перевагою для подальшої обробки механізмів або вузлів.

До основних способів термічної обробки відносяться:

Відпал. Він являє собою нагрівання металу до певного температурного показника, витримування встановленого часового проміжку та повільне охолодження до нормальної температури;
Загартування. Методика включає нагрівання заготовки до критичного температурного показника, а потім її різке та примусове охолодження. Для зниження температури може застосовуватися рідке полімерне загартоване середовище, водяний туман або стиснене повітря. Так матеріал отримує високу міцність, зниження показників еластичності та в’язкості;
Відпуск. Даний спосіб також за рахунок впливу високих температурних режимів дозволяє збільшує твердість матеріалу, чому сприяє руйнування окремих залишкових речовин.

Практично у будь-якому виробництві механічна обробка металів є основною операцією. Завдяки різноманітності існуючих процесів можна виготовляти деталі будь-якого призначення, що використовуються у багатьох галузях промисловості. Результатом будь-якої механічної обробки металу є виріб, що точно відповідає параметрам, заданим людиною.

Існуючі види механічної обробки металів

Технологічні методи, що застосовуються у виробництві, мають на увазі прямий контакт інструменту з металом, що накладає особливий відбиток на техніку безпеки при подібних роботах. Основні види механічної обробки металу такі:

  • Фрезерування;
  • Стругання;
  • Точення;
  • Штампування;
  • Волочіння;
  • Згинання;
  • Шліфування.

Розглянемо далі докладно кожен із цих методів. Всі вони відрізняються між собою технологічними особливостями та характеристиками.

Фрезерование

Для цих операцій використовують спеціальні фрезерні верстати, на яких можна обробляти деталі будь-якої складності. Особливістю цього процесу є те, що обертальний рух має високоміцну фрезу, а деталь рухається в різних площинах. Зараз сучасні фрезерні верстати оснащуються числовим програмним управлінням, і з їх допомогою можна виготовляти складні деталі для будь-яких галузей промисловості.

Фрезерування застосовують у автомобільній, авіаційній, будівельній та інших галузях. Завдяки комп’ютерним технологіям, тепер необхідно просто задати програму, а обробний комплекс сам виконає всі необхідні етапи робіт. Можна сміливо сказати, що фрезерування металу – найпоширеніший спосіб його обробки.

Стругання

Цей процес полягає у знятті із заготівлі верхнього шару стружки до необхідного рівня. При цьому деталь або різак здійснює зворотно-поступальні рухи в одній площині. Існує кілька типів верстатів, які використовують цю операцію. Вони можуть бути стругально-довбакові, поперечно-і поздовжньо-стругальні, кромкостругальні та інші. Цим видом механічної обробки металів можна досягти максимальної точності та продуктивності.

Розточення

Також цей спосіб називають токарною обробкою металу. Він дуже старий і використовується практично всюди. Особливістю цього є те, що заготівля обертається навколо своєї осі, а вплив на поверхню металу здійснюється за допомогою різців різного призначення, які знімають верхній шар стружки до необхідного значення.

Багато деталей на промислових підприємствах мають циліндричну форму, тому точення є, нарівні з фрезеруванням лідером у відсотковому співвідношенні серед усіх типів обробки.

Штамповка

Деталі цим методом виготовляються у вигляді пластичної деформації виробу. Розрізняють об’ємне та листове штампування. У першому випадку деталь виходить із простої об’ємної заготовки з використанням високого тиску, у другому – з листових заготовок.

Для цього процесу обробки металів застосовують спеціальні преси, що мають різні характеристики. Цим методом можна виготовляти велику кількість простих виробів із максимальною продуктивністю.

Волочіння

Це досить складний процес, який використовується при великомасштабному виробництві деталей. Застосовують для цього спеціальні протяжки, що мають різні характеристики. Волочіння виконують за допомогою горизонтально-протяжних верстатів та основними галузями, де використовується даний метод, є авіабудування та збройова промисловість.

Згибання

Такий метод має на увазі деформацію заготівлі шляхом її згинання. Може використовуватися як для листових матеріалів, так і для досить довгих деталей, які можна обробити цим методом. Часто гнуть труби, листи металу, різні профілі та інші вироби. Важливим моментом у цьому випадку є правильний розрахунок виробу, щоб уникнути розривів матеріалів.

Шлифование

Шліфування металу є остаточним процесом, що дозволяє отримати кінцевий виріб заданої форми. Існує два види цієї операції – чистова та оздоблювальна. Для цього можуть використовуватися як ручні методи, так і шліфувальні верстати.

 

Зверніть увагу на проекти Бізнес-Інформ