ГлавнаяМеталлВиды обработки металлов

Механическая обработка металла: виды и способы. Виды обработки металлов


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.

От чего зависит вид обработки

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.

Точение и сверление

Точение выполняется на станках токарной группы при помощи резцов. Заготовка крепится в шпиндель, который вращается с заданной скоростью. А резец, закрепленный в суппорте, совершает продольно-поперечные движения. В новых ЧПУ-станках все данные параметры вводятся в компьютер, и устройство само выполняет необходимую операцию. В старых моделях, например, 16К20 продольно-поперечные движения выполняются вручную. На токарных станках возможно точение фасонных, конических и цилиндрических поверхностей.

Сверление – это операция, которую выполняют для получения отверстий. Главным рабочим инструментом является сверло. Как правило, сверление не обеспечивает высокий класс точности и является либо черновой, либо получистовой обработкой. Для получения отверстия с квалитетом ниже Н8 используют развертывание, рассверливание, растачивание и зенкерование. Кроме того, после сверления также могут выполнять нарезание внутренней резьбы. Такая механическая обработка металла выполняется при помощи метчиков и некоторых видов резцов.

Фрезерование и шлифование

Фрезерование – один из наиболее интересных способов обработки металлов. Данная операция выполняется при помощи самых разнообразных фрез на фрезерных станках. Различают концевую, фасонную, торцевую и периферийную обработку. Фрезерование может быть как черновым и получистовым, так и чистовым. Наименьший квалитет точности, получаемый при чистовой обработке,– 6. При помощи фрез вытачивают различные шпонки, канавки, колодцы, подсечки, фрезеруют профили.

Шлифование – механическая операция, используемая для повышения качества шероховатости, а также для снятия лишнего слоя металла вплоть до микрона. Как правило, данная обработка является завершающим этапом при изготовлении деталей, а значит, является чистовой. Для срезания используются абразивные круги, на поверхности которых расположено огромное количество зерен, имеющих разную форму режущей кромки. При такой обработке деталь очень сильно нагревается. Для того чтобы металл не деформировался и не надкололся, используют смазочно-охлаждающие жидкости (СОРЖ). Механическая обработка цветных металлов осуществляется при помощи алмазных инструментов. Это позволяет обеспечить наилучшее качество изготавливаемой детали.

fb.ru

Виды обработки металлов

Металл в разных его проявлениях, включая многочисленные сплавы, является одним из самых востребованных и широко используемых материалов. Именно из него изготовляется масса деталей, а также огромное количество других ходовых вещей. Но, чтобы получить какое-либо изделие или деталь, необходимо приложить немало усилий, изучить процессы обработки и свойства материала. Основные виды обработки металлов осуществляются по различному принципу воздействия на поверхность заготовки: термический, химический, механический, художественные воздействия, с применением резки или давления.

 

Виды термической обработки металлов

 

Термическое воздействие на материал – это влияние тепла с целью изменения необходимых параметров относительно свойств и структуры твердого вещества. Наиболее часто процесс применяется при производстве разнообразных машинных деталей, причем, на разных стадиях изготовления. Основные виды термической обработки металлов: отжиг, закалка и отпуск. Каждый процесс по-своему влияет на изделие и проводится при разных значениях температурного режима. Дополнительными типами влияния тепла на материал выступают такие операции, как обработка холодом и старение.

 

 

Технологические процессы получения деталей или заготовок посредством силового влияния на обрабатываемую поверхность включают в себя разные виды обработки металлов давлением. Среди этих операций имеется несколько наиболее популярных в использовании. Так, прокатка происходит путем обжатия заготовки между парой вращающихся валков. Валки могут быть разной формы, в зависимости от требований, предъявляемых к детали. При прессовании материал заключается в замкнутую форму, откуда после выдавливается в форму меньших размеров. Волочение – процесс протягивания заготовки через постепенно сужающееся отверстие. Под воздействием давления также производят ковку, объемную и листовую штамповку.

 

Особенности художественной обработки металлов

 

Творческий подход и мастерство отражают различные виды художественной обработки металлов. Среди них можно отметить пару самых древних, изученных и применяемых еще нашими предками – это литье и ковка. Хотя ненамного отстал от них по времени появления еще один способ воздействия, а именно, чеканка.

 

 

Чеканка представляет собой процесс создания картин на металлической поверхности. Сама технология включает применение давления на предварительно нанесенный рельеф. Примечательно, что чеканку можно делать как на холодной, так и на разогретой рабочей поверхности. Эти условия зависят, прежде всего, от свойств того или иного материала, а также от возможностей применяемых в работе инструментов.

 

 

 

Способы механической обработки металлов

 

 

 

Отдельного внимания заслуживают виды механической обработки металлов. По-другому механическое воздействие можно назвать методом резания. Такой метод считается традиционным и самым распространенным. Стоит заметить, что основными подвидами данного метода являются различные манипуляции с рабочим материалом: раскрой, резка, штамповка, сверление. Благодаря именно этому способу предоставляется возможность получения из прямого листа или чурки нужной детали с необходимыми размерами и формой. Еще с помощью механического воздействия можно добиться необходимых качеств материала. Часто подобный способ применяют, когда нужно сделать заготовку, пригодную для дальнейших технологических операций.

 

 

Виды обработки металлов резанием представлены точением, сверлением, фрезерованием, строганием, долблением и шлифованием. Каждый процесс отличается друг от друга, но в целом резание – это снятие верхнего слоя рабочей поверхности в виде стружки. Наиболее часто применяются методы сверления, точения и фрезерования. При сверлении деталь закрепляется в неподвижном положении, воздействие на нее происходит сверлом заданного диаметра. При точении обрабатываемая деталь вращается, а режущие инструменты перемещаются в заданных направлениях. При фрезеровании используется вращательное движение режущего инструмента относительно неподвижно закрепленной детали.

 

Химическая обработка металлов для повышения защитных свойств материала

 

Химическая обработка – практически самый простой тип воздействия на материал. Здесь не требуется больших трудозатрат или специализированного оборудования. Используются все виды химической обработки металлов, чтобы придать поверхности определенный внешний вид. Также под влиянием химического воздействия стремятся повысить защитные свойства материала - устойчивость к коррозии, механическим повреждениям.

Среди данных способов химического влияния наиболее популярны пассивация и оксидирование, хотя нередко применяется кадмирование, хромирование, меднение, никелирование, цинкование и прочие. Все методы и процессы проводятся с целью повышения различных показателей: прочности, износостойкости, твердости, сопротивляемости. Кроме того, такой тип обработки используют для придания поверхности декоративного вида.

promplace.ru

Механическая обработка металлов: виды, способы

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.

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.

Видео:

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.

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.

Видео:

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.

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 с помощью резки

Механическая обработка разных типов металлов путем резки также требует специального оборудования. Это более сложный процесс, поэтому и виды станков здесь используются более сложные.

Для цветных металлов, устойчивых к внешнему воздействию и сложно поддающихся деформации, чаще всего для обработки используют специальный лазер, либо метод плазменный обработки, который после появления лазера стал менее актуален.

Видео:

Сегодня механическая обработка металла на станках и линиях производится с помощью волоконного лазера, который состоит из резонатора, световода и специального накачивающего модуля.

Лазерный луч при этом способе воздействия попадает на поверхность металла через специальный световод, сохраняющий энергию луча, за счет чего мощность устройства оказывается достаточной для качественной резки цветных металлов.

С волоконным лазером довольно просто работать – он автоматизирован и отличается высокими качественными характеристиками: помимо резки, обеспечивает охлаждение изделия, а также способен выдерживать высокие мощности и температуры.

Этот инструмент имеет функции не только резки, но и другие виды обработки: гравировки и сварки.

Существуют следующие виды обработки металла путем резки: обточка, сверление, фрезерование, строгание и шлифование.

При обточке материала его изменения минимальны, поскольку эта процедура производится в тех случаях, когда размер заготовки практически соответствует конечному размеру детали.

Сделать обточку можно на оборудовании разного типа: для этого может подойти токарный, сверлильный, шлифовальный и другие виды станков.

Обточку детали чаще всего делают на токарном станке с помощью специального резца, который эффективно снимает лишний слой металла и приводит заготовку к нужному размеру.

С помощью сверления можно сделать в заготовках нужные отверстия, тем самым изменив их форму.

Видео:

Для этого типа обработки подойдет любое оборудование, имеющее сверло и тиски: между ними нужно установить заготовку, сверло будет находить на нее поступательно, и в результате мы получим отверстие нужного нам размера и формы.

С помощью фрезерования форма детали также изменяется. Это довольно сложный вид обработки, требующий наличия специального оборудования — горизонтально-фрезерного станка.

Обработка заготовки выполняется с помощью фрезы, которая есть на этом устройстве.

Фреза воздействует на заготовку под углом, при этом сама деталь не двигается – до начала работы ее нужно четко зафиксировать на поверхности оборудования.

Строгальный метод работы заключается в воздействии на заготовку резца. Для этого процесса требуется специальный строгальный станок, т.к. только он оснащен нужным инструментом.

Во время работы резец постепенно входит в металл, а затем выходит обратно, выполняя прерывистые движения.

Это сложный способ обработки цветных металлов, т.к. он требует расчетов холостых и рабочих ходов для правильного выполнения работы.

Последний способ работ с металлом – шлифовальный. Это довольно простой метод, который часто можно выполнить своими руками, если шлифовальный круг есть в наличии.

Для профессиональной же обработки используются специальные шлифовальные станки.

Работа с заготовками из цветных металлов происходит за счет вращательных движений с прямолинейной и круговой подачей.Видео:

Этот способ воздействия используется для получения деталей, имеющих цилиндрическую форму.

Если же обработке подвергается плоская заготовка, то направление подачи может быть только прямым.

rezhemmetall.ru

Способы обработки металлов | Metall

26/09/2015

С незапамятных времен люди стали осваивать различные способы получения и обработки металлов, изделия из которых хоть и портились со временем, но служили значительно дольше, были гораздо крепче и надежнее других известных материалов. В основу технологического прогресса легли способы обработки металлов. Их освоение шло особенно активно в период военного противостояния государств, когда требовалась броня, улучшенные детали машин и т.д. Сегодня их довольно много и каждый из них отличается не только итоговым результатом, но и самим процессом. К основным способам обработки металлов относят:

Каждый процесс интересен и содержит много нюансов. Есть и определенные вариации, которые применяются в том случае, если нужно изготовить особенное изделие или деталь.

Литье

 

Это один из самых древних процессов, который сегодня так изящно обыгран в исторических и фэнтезийных сериалах и фильмах. Многовековой способ заключается в том, что исходное сырье разогревается до жидкого состояния, а после разливается в подготовленные формы для литья. В них металл находится до тех пор, пока не затвердеет и окончательно остынет. В результате заготовка или изделие в точности повторяют все параметры исходной заливочной формы. Литье используют для изготовления таких деталей как:

  • блоки цилиндров для автомобилей, мотоциклов и тракторов;
  • станины для металлорежущих станков;
  • поршневые кольца, поршни;
  • радиаторы отопления и т.д.

Отливки выполняют из стали, чугуна, сплавов финка, алюминия и магния. Каждый из них должен обладать соответствующими техническими и технологическими свойствами. В числе самых распространенных чугун в силу своей дешевизны, высоких литейных свойств и низкой температурой плавления.

Термическая обработка

 

Этот метод применяют тогда, когда нужно изменить внутреннюю структуру металла. Изначально металл нагревается, после выдерживается и охлаждается. Параметры этого способа могут быть самые разные и зависят от того какие именно свойства нужно придать изделию или заготовке. К изменяемым параметрам относят:

  • температура первого нагрева;
  • время выдержки в сильно разогретом состоянии;
  • скорость, с которой происходит охлаждение.

На сегодня принято различать три вида термической обработки: Термомеханическая – позволяет достичь самых лучших механических свойств металла, нежели это возможно при классическом варианте термической обработки; Химико-термическая – используется для того чтобы насытить поверхность металла такими элементами как углерод. При задействовании этого способа применяются самые высокие температурные показатели по нагреву исходника, а также длительные временные периоды выдержки, чтобы сплав получился однородным. Термообработка классическая, что подразделяется на:

  • отжиг;
  • закалку;
  • отпуск.

Сварка

 

В способы обработки металлов входит и сварка. Те, кто не первый год трудится на металлургических или других предприятиях, связанных с металлами или изделиями из них, может смело констатировать, что существует несколько видов сварки. Однако в целом их можно разделить на 2 очень большие группы:

  1. Сварка, что выполняется при помощи плавки металла – в том месте, где необходимо выполнить соединение (сварить), все соединяемые детали нагреваются до плавкой температуры. В результате в жидком состоянии металлы смешиваются и образуют сварной шов. После того как место соединения остывает, оно характеризуется очень высокой прочностью.
  2. Сварка за счет пластического деформирования – метод подразумевает сдавливание деталей, за счет чего в итоге и образуется сварной шов. Возможен вариант, когда перед непосредственным сдавливанием некоторые или все детали нагреваются.

Для того чтобы нагреть детали до необходимой температуры чаще всего используют разные виды энергии (газ, электрический ток). В зависимости от этого различают: Химическая сварка – в качестве источника нагрева используется тепло, что получается в результате химической реакции. Подразделяется на:

  • термитную – в качестве горючего задействуется термит (смесь железной окалины и алюминиевого порошка). Используют для сварки концов электрических проводов, трамвайных рельсов и стальных валов;
  • газовую – металл нагревается пламенем горючего газа, что сжигается в струе кислорода. Могут использоваться такие газы как природный газ, водород, ацетилен и т.д.

Электрическая сварка делится на:

  • контактную – основывается на применении тепла, что выделяется при прохождении электрического тока через свариваемый участок детали или заготовки. В результате использования давления в месте контакта получают соединения неразъемного типа;
  • дуговую – выполняют на постоянном или переменном токе. Источник тепла – электрическая дуга.

Электрическая обработка

 

Под электрической обработкой понимают электроискровой и ультразвуковой методы. Первый используют для выполнения:

  • отверстий самой разной формы;
  • извлечения из отверстий таких сломанных деталей как шпильки, сверла, метчики и т.д.;
  • заточки инструментов, что выполнены из твердых сплавов.

Электроискровой метод основан на таком явлении как электрическая эрозия, когда металл намеренно разрушается под воздействием электроискровых разрядов. Ультразвуковой метод основан на применении упругих колебаний среды с частотой сверхзвука. Этот метод используется для обработки закалённых сталей, драгоценных камней и твердых сплавов.

Способы обработки металлов давлением

 

В способы обработки металлов входят и 5 возможных вариантов обработки металла с помощью давления. Их суть лежит в использовании пластических характеристик металлов. В процессе обработки изменяется как структура металла, так и его механические свойства. К основным способам относят:

  • Прокат – металл пропускается в зазор между валками, что вращаются в разные стороны;
  • Волочение – в холодном состоянии исходник протягивается через отверстие в матрице, чье поперечное сечение гораздо меньше, нежели у исходника. Так получают медицинские иглы, проволоку, сегментные шпонки;
  • Прессование выполняется за счет продавливания металла через матричное отверстие;
  • Ковку – с помощью ударов определенных инструментов металлу придают нужную форму. Различают свободную и несвободную ковку.
  • Штамповку – детали изготавливаются путем применения штампов. В итоге готовое изделие в точности повторяет его форму.

Различают:

  • объемную – когда поковки штампуют на ковочных и штамповочных прессах;
  • листовую – выполняют на кривошипных и листоштамповочных прессах простого и двойного действия.

Механическая обработка

 

В популярные способы обработки металлов входит и резание, которое является вариантом механической обработки. В качестве заготовок используются поковки, отливки, продукции проката, штамповки и т.д. Способ основывается на получении новых геометрических форм, точно заданных размеров по чертежу и чистоты поверхности. Ненужные слои металла снимают с помощью станков, что могут резать металл. Все подобные станки можно разделить на большие группы в зависимости от типоразмеров и способа обработки металла.

Источник http://sdvginfo.ru/category/obrazovanie

a-kranm.com

Виды механической обработки металлов: точение, фрезерование, сверление, строгание, долбление, шлифование

Большинство деталей машин изготовляется путем обработки резанием. Заготовками таких деталей служат прокат, отливки, поковки, штамповки и др.

Процесс обработки деталей резанием основан на образовании новых по­верхностей путем деформирования и последующего отделения поверхностных слоев материала с образованием стружки. Та часть металла, которая снимает­ся при обработке, называется припуском. Или, говоря иначе, припуск — это избыточный (сверх чертежного размера) слой заготовки, оставляемый для снятия режущим инструментом при операциях обработки резанием.

После снятия припуска на металлорежущих станках обрабатываемая де­таль приобретает форму и размеры, соответствующие рабочему чертежу де­тали. Для уменьшения трудоемкости и себестоимости изготовления детали, а также ради экономии металла, размер припуска должен быть минималь­ным, но в то же время достаточным для получения хорошего качества дета­ли и с необходимой шероховатостью поверхности.

В современном машиностроении имеется тенденция снижать объем обработки металлов резанием за счет повышения точности исходных за­готовок.

Основные методы обработки металлов резанием. В зависимости от ха­рактера выполняемых работ и вида режущего инструмента различают сле­дующие методы обработки металлов резанием: точение, фрезерование, сверление, зенкерование, долбление, протягивание, развертывание и др. (рис. 12).

Точение — операция обработки тел вращения, винтовых и спираль­ных поверхностей резанием при помощи резцов на станках токарной груп­пы. При точении (рис. 12.1) заготовке сообщается вращательное движение (главное движение), а режущему инструменту (резцу) — медленное посту­пательное перемещение в продольном или поперечном направлении (дви­жение подачи).

Фрезерование — высокопроизводительный и распространенный процесс обработки материалов резанием, выполняемое на фрезерных стан­ках. Главное (вращательное) движение получает фреза, а движение подачи в продольном направлении — заготовка (рис. 12.2).

Сверление — операция обработки материала резанием для получе­ния отверстия. Режущим инструментом служит сверло, совершающее вра­щательное движение (главное движение) резания и осевое перемещение по­дачи. Сверление производится на сверлильных станках (рис. 12.3).

Строгание — способ обработки резанием плоскостей или линейча­тых поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает изогнутый строгальный резец, а движение подачи (пря­молинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заго­товка. Строгание производится на строгательных станках (рис. 12.4).

Долбление — способ обработки резцом плоскостей или фасонных поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступатель­ное) совершает резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикуляр­ное главному движению, прерывистое) — заготовка. Долбление производят на долбежных станках (рис. 12.5).

Шлифование — процесс чистовой и отделочной обработки деталей машин и инструментов посредством снятия с их поверхности тонкого слоя металла шлифовальными кругами, на поверхности которого расположены абразивные зерна.

Рис. 12

 

Главное движение вращательное, которое осуществляется шлифоваль­ным кругом. При круглом шлифовании (рис. 12.6) вращается одновремен­но и заготовка. При плоском шлифовании продольная подача осуществля­ется обычно заготовкой, а поперечная подача — шлифовальным кругом или заготовкой (рис. 12.7).

Протягивание — процесс, производительность при котором в не­сколько раз больше, чем при строгании и даже фрезеровании. Главное дви­жение прямолинейное и реже вращательное (рис. 12.8).

cherch.ru

Основные виды обработки металлов

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Техническое обслуживание автомобилей

Основные виды обработки металлов

Обработка металлов давлением. Сущность обработки металлов давлением заключается в том, что при воздействии на металл какой-либо внешней силы (например, удар молота, давление пресса) в металле происходят изменения размеров и формы, являющиеся результатом перемещения частиц. Такое явление называется деформацией.

Если после удаления приложенной силы металл не восстанавливает полностью свою первоначальную форму и размеры, то такая деформация называется остаточной или пластической. Большинство металлов и сплавов обладает способностью подвергаться пластической деформации в результате воздействия на них внешних сил. Обработка металлов давлением и основана на явлении пластической деформации.

При обработке металлов давлением изменяется не только их форма, но и структура, а также и механические свойства. Основными видами такой обработки являются прокатка, волочение, ковка и штамповка. Заготовки, подлежащие обработке давлением, предварительно нагревают до необходимых температур. Нагрев заготовок осуществляют в угольных и нефтяных горнах; в пламенных печах, отапливающихся твердым, жидким или газообразным топливом; в электрических печах.

Сварка металлов. Для восстановления изношенных деталей и деталей, получивших повреждения в процессе их эксплуатации, широко применяется сварка. Сваркой называется процесс соединения частей в одно неразъемное целое путем нагрева их в местах соединения. Существуют различные способы сварки, которые можно разделить на две основные группы: сварка плавлением и сварка с применением давления.

При ремонте автомобильных деталей применяется в основном сварка плавлением, которая состоит в том, что свариваемые металлические части нагревают в местах соединения до расплавленного состояния, в результате чего происходит соединение этих частей без применения давления. К такому способу относятся следующие виды сварки: газовая и электродуговая.

Газовая сварка. Наибольшее применение имеет ацетилено-кислородная сварка. Процесс газовой сварки заключается в том, что кромки свариваемых деталей в местах их соединения нагревают до расплавления основного металла пламенем сварочной горелки, причем в пламя горелки вводят одновременно присадочный материал (пруток или проволоку), имеющий одинаковый химический состав с основным металлом. В результате нагрева свариваемых деталей между кромками образуется сварочная ванна, состоящая из расплавленного основного и присадочного металлов. При затвердевании этих металлов получается сварной шов.

В качестве горючего газа используют ацетилен, кислород является окислителем. Ацетилен представляет собой химическое соединение углерода и водорода. При сгорании ацетилена в струе кислорода температура пламени достигает 3200—3500° С. Ацетилен можно получить различными способами. Обычно его получают действием воды на карбид кальция, представляющий собой соединение углерода с кальцием. Ацетилен и кислород подают к свариваемому месту детали при помощи сварочной горелки (рис. 81). При сгорании ацетилена в струе кислорода образуется сварочное пламя, которое в зависимости от соотношения количеств подающихся ацетилена и кислорода может быть трех основных видов: нормальное, или нейтральное, окислительное и науглероживающее. В большинстве случаев применяется нормальное пламя, которое получается при подаче в горелку на один объем ацетилена от 1,1 до 1,3 объема кислорода.

Рис. 81. Схема устройства сварочной горелки

Для предохранения расплавленного металла от окисления применяются сварочные порошки или пасты, называемые флюсами. В качестве флюсов применяют прокаленную буру, борную кислоту, кремниевую кислоту, хлористый калий, хлористый натрий, углекислый натрий и другие вещества.

Для выполнения газосварочных работ необходимо следующее оборудование: ацетиленовый генератор, предназначенный для получения ацетилена из карбида кальция путем разложения его водой; химический очиститель, предохранительный затвор, кислородный баллон, редуктор, шланги, сварочная горелка, сварочный стол, ящик для присадочных прутков и флюсов, ванна с водой для охлаждения горелки.

Злектродуговая сварка. При электродуговой сварке тепло, необходимое для расплавления металла, получается от электрической дуги. Электродуговая сварка может осуществляться двумя способами: способом Славянова с применением металлического электрода и способом Бенардоса с угольным электродом.

Наиболее распространенным является способ с применением металлического электрода. Сущность его заключается в следующем. При сварке металлический электрод присоединяется к одному полюсу сварочного аппарата, а свариваемая деталь к другому. Для возбуждения электрической дуги металлический электрод, являющийся одновременно и присадочным материалом, подводят к свариваемой детали до соприкосновения с ней, а затем быстро отводят на расстояние 2—3 мм.

Образующаяся при этом электрическая дуга имеет температуру свыше 3500° С. При такой температуре металл электрода плавится, а на свариваемой детали образуется сварочная ванна из расплавленного основного металла. Капли металла с конца плавящегося электрода стекают в сварочную ванну и смешиваются с основным металлом, при застывании образуя сварной шов.

К сварке с применением давления относится контактная сварка, основанная на использовании тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока через свариваемую деталь. При этом металл в местах соприкосновения свариваемых деталей нагревается до пластического состояния, при котором детали соединяются под действием внешнего усилия и свариваются.

Контактная сварка имеет три разновидности: стыковую, точечную и роликовую. Для сварки труб, штанг применяют стыковую сварку, а для сварки крыльев брызговиков, тонких стальных листов — точечную сварку. Роликовая сварка применяется преимущественно при изготовлении баков для масла и бензина, труб из листовой стали и т. п.

Оборудование поста электросварки. Питание электрической дуги при сварке переменным током производится от сварочного трансформатора, который понижает напряжение сети до 55—65 в. Такое напряжение называется напряжением холостого хода, оно вполне достаточно для возбуждения электрической дуги. Рабочее напряжение при сварке всегда меньше напряжения холостого хода—18—22 в и поддерживается регулятором, включенным в цепь трансформатора.

При сварке постоянным током применяют сварочные генераторы. Для сварки необходимо иметь, кроме того, сварочный стол с металлической плитой. Плита присоединяется к одному из полюсов сварочного генератора, а свариваемая деталь зажимается в тиски, укрепленные на плите. Сварщик должен быть обеспечен электрододержателем для закрепления в нем электрода и шлемом или щитком с защитными стеклами для предохранения глаз и лица от лучей электрической дуги.

Обработка металлов резанием. При изготовлении различных деталей в большинстве случаев заготовка подвергается механической обработке резанием. Режущим инструментом с заготовки снимается лишний металл, т. е. припуск, в результате чего получается деталь заданных форм и размеров.

Обработка резанием осуществляется на металлорежущих станках. В зависимости от характера механической обработки применяются различные металлорежущие станки: токарные, строгальные, фрезерные, шлифовальные и др.

Читать далее: Устройство автомобиля общее

Категория: - Техническое обслуживание автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Обработка металлов резанием: технология и виды

Обработка металлов резанием активно используется во многих отраслях, в наибольшей степени – в машиностроении, где является важной и дорогостоящей частью процесса. Это объясняется высокими требованиями, которые предъявляются к изделиям: они должны быть безупречны с точки зрения качества и геометрической точности.

Обработка резанием этим требованиям вполне удовлетворяет, позволяя создавать уникальные высокоточные детали. Именно поэтому уже много лет она не теряет своей популярности.

Как происходит обработка?

Резание металла – это процесс, при котором специальным режущим инструментом с обрабатываемой заготовки снимается слой металла с целью придания ей необходимой формы.

Если учесть, что существует великое множество разнообразных деталей, отличающихся по целому ряду своих характеристик, то не вызовет удивления тот факт, что для работы с ними требуются совершенно разные методы и станки. Для каждой детали предполагается своя технология. Так, основными методами обработки металлов резанием являются:

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

А использующиеся при этом станки, как правило, носят названия применяемых методов (точильный, фрезеровальный, долбежный и т. д.).

На станках устанавливаются различные инструменты, с помощью которых и выполняется процедура обработки. Они должны значительно превосходить обрабатываемый металл по твердости и прочности, их режущие края должны быть острыми. Инструменты, как и заготовки, перед началом работы закрепляются на станке с помощью специальных приспособлений.

В процессе обработки металла образуется много отходов (порядка 20% стружки), что не слишком хорошо с экономической точки зрения. Однако зачастую отказаться от резания не представляется возможным ввиду его универсальности, низкой энергозатратности, высокой точности изделий, большого выбора оборудования и т. д.

Как можно обрабатывать металл резанием?

Обработку резанием можно осуществить несколькими методами. Они ориентированы на разные по форме изделия и имеют разные цели. Основные способы обработки металлов резанием:

  • Точение. Выполняется с помощью станка, на котором установлен резец (например, токарный). Процесс работы выглядит так: обрабатываемое изделие совершает вращательное движение вокруг своей оси, а в это время резцом снимается нужный слой металла. Точение применяют для цилиндрических, конических и торцевых поверхностей (и наружных, и внутренних).
  • Сверление. Выполняется на станках с установленным сверлом. Легко догадаться, что сверление предназначено для того, чтобы проделывать в деталях отверстия. Деталь прочно зажимается в тисках, и в ней просверливается отверстие нужного диаметра, при этом диаметр определяется размером сверла. Между тем сверла различаются не только размером, но и формой: есть сверла спиральные, перовые, центровочные и другие, каждое для своих целей.
  • Фрезерование. Требует специального оборудования, на котором установлена фреза – инструмент с резцами. Фреза совершает вращательное движение, а заготовка, закрепленная на столе, движется продольно. Фрезеровка может быть горизонтальной, вертикальной и диагональной, в зависимости от того, как будут закреплены заготовка и фреза. Существуют и компактные ручные электрические фрезеры, которые при необходимости могут использоваться где угодно, не привязывая мастера к станку. Правда, и возможностей у них гораздо меньше.
  • Строгание. Для него необходим строгальный станок (их существует несколько видов: строгально-долбежный, поперечно-строгальный, продольно-строгальный и т. д.). Обрабатывают на них преимущественно рамы, штанги, станины и т. п. Резцы могут использоваться прямые и изогнутые. Прямые наиболее просты в применении, но не позволяют добиться высокой точности. Изогнутые резцы высокоточны, и поэтому являются предпочтительными, и распространены больше.
  • Долбление. Необходим долбежный станок. Резец совершает прямолинейное возвратно-поступательное движение, а перпендикулярно ему двигается заготовка. Применяется по большей части для плоских поверхностей с небольшой высотой. С помощью долбления, например, можно получить зубчатые колеса достаточно неплохих степеней точности.
  • Шлифование. Для него необходим станок со шлифовальным кругом. Шлифовальный круг крутится, а заготовка получает круговую, продольную или поперечную подачу. Шлифование позволяет получить деталь потрясающей точности, следует лишь учитывать в работе ряд особенностей процесса, таких как нагревание детали во время обработки, устойчивость станка (отсутствие сильных вибраций), глубина резания и т. д.

Выводы

Обработка металла резанием, несмотря на свой недостаток в виде большого количества отходов, продолжает активно использоваться в различных производственных отраслях.

При резании подвергается деформации форма детали без воздействия на структуру материала, режущий инструмент работает лишь с поверхностью изделия. Если прибавить к этому универсальность, высокоточность и другие плюсы, то они, несомненно, перекроют имеющиеся минусы. Поэтому можно с уверенностью заявить, что, несмотря на появление новых технологий обработки металла, обработка резанием сдаст свои позиции еще очень нескоро.

promzn.ru