Холодная резка металла это

Обновлено: 07.01.2025

Во всех применениях — будь то ограждение веранды, дверная петля или мотыга — металл ценится за твердость и прочность. Он выдерживает такие нагрузки и условия, которые быстро разрушат (или медленно испортят) большинство других материалов. Но иногда возникает необходимость изменить его размер и форму, и это вполне реально сделать в дачных условиях. Причем некоторые манипуляции можно совершить и без нагрева — с помощью специальных ножниц, зубил, ножовки или электролобзика. Однако здесь не обойтись без знания хотя бы базовых приемов работы с металлом. Их пошаговое описание вы найдете в энциклопедии Джона Килси «Работы по металлу». Предлагаем вашему вниманию выдержки из этой книги, вышедшей в издательстве «АСТ» в серии «Мастерство и хобби».

Инструменты для холодной резки металла по размеру

Кажется парадоксальным, что материал, который ценится в основном за свою стойкость к резанию, излому и изгибу, может легко обрабатываться. Тем не менее при хорошо наточенном инструменте и соответствующих методах металл на удивление хорошо поддается обработке. Для проектов, связанных с такими распространенными материалами, как чугун или мягкая сталь, базовыми видами обработки являются пиление, рубка и опиловка.

Металл на удивление хорошо поддается обработке. Главное — умение и хорошо наточенный инструмент

Для резки металла могут использоваться некоторые электроинструменты. Электролобзики, ножовочные и ленточные пилы могут оснащаться специальными полотнами и пилками. Есть и специальные механические ножовки по металлу. Они отлично выполняют прямое резание, но дóроги и не могут делать криволинейные резы.

Ножовка по металлу

Ножовка по металлу, вероятно, самый известный режущий инструмент для металла, а также один из самых полезных. Его полотно из упрочненной стали справится с большинством металлов, что можно найти в доме или около него; ножовка способна резать металл толщиной до трети длины ее полотна.

Ножовочные полотна общего применения имеют закаленные зубья и делаются из молибденовой, углеродистой или вольфрамовой стали. Главными факторами при выборе полотна являются количество зубьев на дюйм (этот же параметр может обозначаться просто как шаг зубьев — расстояние между соседними зубьями) и развод/разводка зубьев — угол, под которым они расположены на режущей кромке. Для эффективного резания хотя бы два зуба полотна ножовки должны всегда быть в контакте с металлом. Если металл слишком тонкий, для того чтобы на его кромке помещались два зуба, при пилении поместите его между двумя листами тонкой фанеры (другой вариант — пилить под наклоном к плоскости металлического листа).

Хорошая ножовка Регулируемая переставная ножовка может принимать полотна длиной от 25 до 30 см. У полотен количество зубьев на дюйм может варьироваться от 4 до 32. В целом полотна с количеством зубьев на дюйм от 4 до 16 используются для тех металлов, которые «забивают» полотно с более мелкими зубьями. У крупнозубых полотен обычно переменный развод — зубья расположены по прямой, но отогнуты поочередно в разные стороны. Мелкозубым полотнам обычно придают волнистый развод — их зубья отгибаются по плавно изгибающейся линии, как показано для 24 зубьев на дюйм на рисунке выше. Волнистый развод дает более широкий пропил, чтобы предупредить заедание полотна.

Приемы работы ножовкой

В целях безопасности избегайте избыточного нажима, каким бы твердым ни был металл. Слишком большой нажим может сломать полотно или выбить его из пропила; оба варианта могут быть опасны.

Прямые резы ножовкой

Резка поперек узкой полосы

Зажмите заготовку в тиски так, чтобы линия разметки отреза располагалась вертикально и рядом с губками тисков.

Приставьте полотно к линии отреза со стороны отхода и легко потяните по металлу, так чтобы зубья начали врезаться в кромку.

Затем, действуя двумя руками, пилите вдоль линии. Толкайте инструмент вперед с небольшим равномерным нажимом, обратный ход делайте без нажима. Пусть полотно само делает работу; не старайтесь поглубже пропилить с каждым ходом ножовки.

Приближаясь к концу реза, придерживайте отходную часть металла рукой для предупреждения вибрации и заедания.

Последние ходы перед отделением отхода делайте укороченными.

Резка вдоль длинной кромки

Зажмите заготовку в тиски так же, как для поперечного реза, так чтобы линия отреза проходила вертикально.

Поверните полотно ножовки перпендикулярно ее рамке и держите рамку горизонтально; в таком положении рамка не будет мешаться при продвижении полотна вдоль заготовки.

Начинайте резание так же, как при поперечном резе, и так же поддерживайте одной рукой отход до полного завершения реза.

Разметка линий под углом

Для разметки линий выреза воспользуйтесь комбинированным угломером и чертилкой.

Для правильного расположения линий сначала разметьте вершину выреза с помощью кернера и молотка.

Затем выставьте транспортирную головку угломера на нужный угол и прижмите ее к кромке заготовки, которая должна немного свешиваться с края верстака.

Перемещайте угломер вдоль кромки, пока линейка не станет на метку кернера, и прочертите первую линию разметки выреза.

Затем, если требуется перенастройка угломера, отрегулируйте головку на угол, нужный для второй линии выреза, и повторите процесс разметки.

Зажмите заготовку в тиски так, чтобы одна линия разметки выреза была вертикальной и максимально близко к губкам тисков.

Для начала реза поддерживайте полотно свободным большим пальцем; в противном случае полотно может соскользнуть по наклонной кромке заготовки. Когда зубья врежутся в металл, пилите легкими движениями вперед, пока не достигнете точки пересечения. При необходимости сдвиньте заготовку в тисках, чтобы линия реза оставалась близко к губкам.

Затем переверните заготовку так, чтобы вертикальной стала вторая линия разметки, и продолжайте тем же порядком, снова придержав полотно, пока зубья не врежутся в металл.

Приближаясь к точке пересечения линий разметки, одной рукой придерживайте треугольный отход и укоротите ходы ножовки.

Выпиливание ножовкой криволинейной кромки

Разметка кривой линии

Выставьте разметочный циркуль на нужный радиус и кернером с молотком наметьте центр дуги.

Одну иглу циркуля поставьте в накерненное углубление и, свободно держа верхний конец циркуля одной рукой, второй иглой проведите по металлической поверхности. Циркуль держите вертикально, под прямым углом к металлу. Нажим должен быть не больше, чем для прочерчивания видимой линии.

Зажмите заготовку в тиски, расположив линию разметки рядом с губками тисков. Это воспрепятствует раскачиванию детали при пилении ножовкой.

Использование полотна-струны с твердосплавным напылением

Держа ножовку двумя руками, поставьте струну к линии разметки со стороны отхода и медленно проведите пилу вперед. Повторяйте это движение, начиная каждый ход с переднего конца струны, пока она полностью не погрузится в металл.

Затем медленно перемещайте пилу вперед и назад с легким равномерным нажимом при обоих направлениях хода вдоль линии разметки. При необходимости перезажмите заготовку, так чтобы место пиления оставалось вблизи губок тисков.

Слесарное зубило и его разновидности

Зубила по металлу бывают разной длины и варьируются по ширине от 3 до 25 мм. Их принято подразделять на несколько основных видов, отличающихся по форме в зависимости от их задач:

канавочники (для вырубания канавок различного профиля),

крейцмейсели (разновидность канавочника),

кузнечное зубило (с длинной деревянной ручкой),

высечное зубило и подсечка (для высечения фигурных линий в листовом материале),

бородки/пробойники (для пробивания круглых отверстий в тонком листовом материале),

кернер/механический кернер-самострел (для маленьких углублений, в которые устанавливается сверло).

Зубила могут быть разными в зависимости от вида выполняемых ими работ

В РФ параметры зубил определяются ГОСТами (например, ГОСТ 7212-74 — крейцмейсели, ГОСТ 7211-86 — зубила и т. д.). При резке металла понадобятся 4 типа зубил: широкое, остроконечное, крейцмейсель и полукруглое зубило-канавочник. Зубила по металлу могут использоваться не только для прямолинейной рубки или резки, но и для придания металлу формы, а также для зачистки кромок и поверхностей.

Разновидности зубил по металлу

У самого распространенного вида зубила режущая кромка прямая, с клиновидной заточкой. Оно применяется для придания формы, рубки металлических прутков, срезания головок болтов или заклепок.

Крейцмейсель тоже имеет клиновидную заточку, но режущая кромка гораздо уже; им делают канавки или каналы.

Полукруглое зубило-канавочник удобно при скруглении внутренних углов паза или канавки и для вырубания полукруглых желобков.

Остроконечное зубило затачивается в точку. Используется для выравнивания углов и высечения узких канавок в металле.

Для безопасной и эффективной работы зубило должно быть острым с заточкой закаленной режущей кромки под углом 60–70°. Важно! При использовании зубила обязательно защищайте глаза специальными очками. Кожаные перчатки дают некоторую защиту от заусенцев и зазубренных кромок, но могут снизить вашу маневренность при работе с тонкими листами металла.

Приемы работы слесарным зубилом

Резка металла зубилом

Зажмите металлическую заготовку в тиски, так чтобы линия отреза была параллельна губкам и чуточку выше их.

Наденьте защитные очки, затем приставьте зубило к линии реза у одного конца заготовки, наклонив зубило на 30°.

Уверенно ударьте по зубилу молотком. При последующих ударах слегка наклоните режущую кромку зубила в сторону предыдущего реза, так чтобы она клином «вскрывала» рез.

Продолжайте наносить удары, постепенно передвигаясь по верху тисков.

Завершение прямоугольного выреза

После вырезания боковых кромок выреза ножовкой положите заготовку на массивную металлическую пластину или на верстак с металлической столешницей.

Зубилом прорубите внутреннюю кромку выреза. Зубило поставьте вертикально, выровняв его режущую кромку с одним концом линией отреза, и легко ударьте молотком.

Повторяйте процедуру для насечки всей линии разметки, каждый раз немного передвигая зубило.

После насечки всей линии снова начните с одного конца, нанося более тяжелые удары молотком теперь уже с целью отрубить отход.

После резки любых металлов лучше сразу опиливать заусенцы. Для этого служат напильники по металлу. О приемах работы с ними мы поговорим в следующей публикации.

Холодная обработка металлов

Холодная обработка металла является популярной технологией, которая включает в себя несколько методик. Этим способом достигают необходимых параметров заготовки без ее нагрева или разрушения, однако далеко не каждый материал доступен для обработки такого рода.

Помимо ограниченности по типу металла, холодная обработка имеет и ряд других недостатков. В нашей статье мы расскажем, как реализуется данная технология на практике, разберем ее плюсы и минусы, поговорим об охране труда во время этого процесса.

Понятие холодной обработки металла

Холодная обработка металлов представляет собой изменение формы изделий без их нагрева при помощи ряда манипуляций, в том числе резания. Для этого используются станки и ручные инструменты. Обычно к холодной обработке относят различные слесарные работы.

Хотя машиностроение непрерывно развивается, создаются новые технологии, холодная ручная обработка металлов все еще сохраняет значимую позицию. Правда, ее удельный вес в современной промышленности неуклонно снижается. Активнее всего ручная работа сменяется рубкой, сверлением, развертыванием, нарезкой резьбы на станках.

Не так ярко данная тенденция прослеживается в опиловке, шабровке, притирке, инструментально-лекальном деле, хотя и в этих сферах не так давно появилось специальное оборудование.

Слесарно-монтажные работы до сих пор проводятся без значительной механизации, однако доля ручного труда здесь сократилась благодаря взаимозаменяемости деталей, обработанных механическими способами. Ручная работа пока остается незаменимой только в сфере разметки.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Если на предприятии не удается перейти на использование станков, экономические показатели повышают благодаря рационализации методов. Холодная обработка металлов считается одной из областей, позволяющих задействовать научную организацию труда, в основе которой лежит наблюдение, определение эффективности разных подходов, хронометраж, пр.

Плюсы и минусы холодной обработки металлов

Данный способ имеет такие достоинства:

повышается предел пластичности, прочности материала изделия;
возрастает твердость, но снижается уровень пластичности;
обеспечивается более высокое качество поверхности, повышаются допуски на размер;
возрастает твердость, даже если этого не удается добиться при помощи термической обработки.

Минусы данного подхода:

Может использоваться только для пластичных металлов, таких как низкоуглеродистая сталь.
Во время обработки появляются остаточные напряжения, которые вызывают повышение хрупкости изделия. Изначальную пластичность возвращают при помощи отжига металла.
Есть вероятность фрагментирования, изменения зерненой структуры металла – подобные дефекты устраняют посредством термической обработки.
Холодная обработка крупных заготовок из металла предполагает значительные трудозатраты, расход времени, энергии, тогда как при работе с небольшими изделиями этот метод считается простым.

Металлы, используемые в холодной обработке

Холодная обработка металлов предполагает, что заготовки меняют форму, размер при комнатной температуре либо той, что не вызывает рекристаллизации.

Поэтому данный подход может использоваться лишь для некоторых материалов, таких как:

низкоуглеродистая сталь;
латунь;
бронза;
медь;
алюминиевая бронза;
аустенитные и ферритные нержавеющие стали;
сплавы на базе никеля;
нелегированный алюминий, а также ряд его сплавов.

Основные методы холодной обработки металлов

На производствах применяют пять способов холодной обработки металлов:

Ковка

Для работы с заготовками весом 0,3–20 кг выбирают пневматические молоты. Изделия массой 20–350 кг обрабатываются при помощи паровоздушных молотов. Деталям весом до 200 тонн придают необходимую форму гидравлическими прессами.

Холодная ковка позволяет выполнять:

осадку, то есть расплющить деталь, сократив высоту при параллельном увеличении поперечного сечения;
протяжку или растяжение поковки в длину с уменьшением поперечного сечения;
прошивку, то есть создать глухое либо сквозное отверстие;
гибку, что предполагает изгиб оси заготовки без образования складок и трещин с обеих сторон изделия;
разгонку или увеличение ширины при одновременном уменьшении толщины детали.

Данный метод холодной обработки металлов давлением используется чаще других. С его помощью производят изделия значительной длины, то есть трубы, рельсы, профили строительных конструкций, листовой металл для сферы машиностроения.

Именно способом холодной прокатки выпускают фольгу из чистого алюминия толщиной не более 0,001 мм.

Прессование (штамповка)

Здесь принято говорить о двух подвидах, таких как объемная и листовая штамповка.

Объемная штамповка позволяет производить такие операции:

выдавливание;
высадка;
формовка.

Для выдавливания используют прессы в штампах с пуансоном и матрицей, а роль исходной заготовки играет пруток либо лист. Методом прямого выдавливания изготавливают болты и клапаны, тогда как обратный способ используется для производства полых изделий.

Боковой метод дает возможность создавать тройники и крестовины. При работе со сложными изделиями прибегают к комбинированному выдавливанию.

Нужно понимать, что это единственный вид штамповки среди способов холодной обработки металлов, который обеспечивает максимальную деформацию поверхности без ее параллельного разрушения.

Холодная высадка признана методом изготовления продукции, имеющим наиболее высокий уровень производительности. Процесс может быть автоматизирован, тогда в минуту создается от 20 до 400 деталей. В качестве исходного материала используют пруток или проволоку диаметром 0,5–40 мм.

К высадке прибегают для производства элементов с местным утолщением, таких как заклепки, болты, винты, гвозди, шарики, звездочки, накидные гайки. При этом методе холодной обработки металлов коэффициент использования материала доходит до 95 %.

Холодная формовка близка к горячей штамповке, но требует больших усилий, ведь упрочнение и сила трения приводит к низкой формуемости материала. Чаще всего данный подход используют для производства изделий из цветных металлов.

Холодная листовая штамповка предполагает, что в качестве заготовок применяются листы, полосы, ленты толщиной до 10 мм. Данный способ обработки имеет целый ряд достоинств:

позволяет формировать изделия, имеющие малый вес;
обеспечивает высокую точность, качество поверхностей;
имеет высокую производительность, давая возможность изготавливать на одном станке до 40 тысяч деталей за смену;
предполагает автоматизацию работы, если в этом есть необходимость.

В процессе листовой штамповки деформируется вся заготовка либо ее фрагмент. В первом случае применяется отрезка и вырубка, а во втором – гибка, вытяжка, формовка.

Волочение

Этот способ холодной обработки металлов позволяет уменьшить диаметр, уплотнить поверхность проволоки, чтобы обеспечить более высокую прочность. Данный метод остается единственным подходящим для работы со значительными объемами проволоки.

Если при прокатке обработка ведется вращающимися валками, то при волочении заготовку обжимают неподвижной матрицей с фильерами. Нужно понимать, что за один цикл невозможно значительно снизить диаметр изделия, так как тянущее усилие прикладывается к тонкому концу.

Благодаря волочильным станам удается изготавливать проволоку, имеющую диаметр от одного микрона до шести миллиметров.

Редуцирование

Данный вид холодной обработки металлов предполагает размещение заготовки между вращающимися обжимными валами либо вращение задается самой детали, которая впоследствии формуется и уплотняется пуансоном.

Этот метод позволяет осуществлять такие операции:

формирование наружной, внутренней резьбы;
редуцирование труб;
правка заготовок;
гибка изделий.

Резьбонакатные станки при помощи накатных роликов или оправки нарезают наружную и внутреннюю резьбу М3 – М68. Редуцирование труб предполагает, в первую очередь, закатку либо раскатку концов на длину не более 200 мм.

Операция правки используется, чтобы придать заготовке верную геометрическую ось, тогда как гибка необходима для получения пружин с различным диаметром.

Обеспечение безопасности при проведении холодной обработки металлов

В процессе холодной обработки металлов опасность для сотрудников предприятия представляют такие факторы:

движущиеся машины, механизмы;
мобильные элементы оборудования;
передвигающиеся изделия, заготовки, материалы;
транспортные средства;
избыточное содержание пыли, газов в воздухе рабочей зоны, аэрозолей фиброгенного действия;
повышенное напряжение в электрической цепи;
высокий уровень шума;
вероятность пожаров, взрывов;
острые кромки, заусенцы, шероховатости заготовок, инструментов, оборудования, металлическая стружка;
слишком высокая/низкая температура оборудования, материалов;
вибрации;
патогенные микроорганизмы, содержащиеся в смазочно-охлаждающих жидкостях;
тяжелый труд, предполагающий значительное напряжение работника.

Чаще всего несчастные случаи во время металлообработки происходят по причине несоответствия оборудования требованиям безопасности. Также проблема может скрываться в отсутствии необходимых защитных ограждений, блокировок, иных предохранительных устройств.

Подвижные части оборудования могут превратиться в источник травм, поэтому (согласно правилам безопасности при холодной обработке металлов) должны ограждаться. Либо они могут располагаться таким образом, чтобы прикосновение к ним было невозможным.

Кроме того, разрешается прибегать к иным средствам, в том числе двуручному управлению, чтобы избежать травмирования персонала предприятия.

Иногда ограждение и использование других средств, исключающих вероятность непосредственного контакта работников с подвижными элементами, негативно отражается на функционировании машин. Тогда нужно предусмотреть яркие цвета, знаки безопасности и сигнализацию, которая будет сообщать людям о запуске оборудования.

Около движущихся элементов, оказывающихся за пределами поля видимости оператора, монтируются механизмы управления аварийным торможением. Это делается на случай, если в опасной зоне оказывается персонал предприятия.

Дверцы, крышки, ограждения должны надежно удерживаться в закрытом, то есть рабочем, и открытом состоянии, что обеспечивается специальными приспособлениями. При необходимости они должны быть сблокированы с приводом для его отключения во время их открывания, снятия.

При холодной обработке металлов не допускается запуск и функционирование оборудования с неисправными ограждающими механизмами и без таковых. Невозможны любые операции вблизи техники при полном отсутствии либо наличии плохо закрепленных ограждений.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Холодная обработка металла

Холодная обработка металла остается востребованной уже долгое время и сдавать свои позиции пока не собирается. Объясняется это не слишком высокой стоимостью оборудования относительно иных вариантов, а также огромным потенциалом метода. Впрочем, и других плюсов тут более чем достаточно.

Однако прежде чем начинать работу, нужно не только ознакомиться с возможностями конкретного способа металлообработки, но и хорошо понимать, что именно должно получиться на выходе. Тот или иной метод изменения технических характеристик материала выбирается в зависимости от конкретной ситуации, и холодная обработка металла тут не исключение.

Описание холодной обработки металла

Метод холодной обработки металла заключается в деформировании, которой подвергается заготовка, при температуре менее точки рекристаллизации или при нормальной (комнатной) температуре. Степень и глубина воздействия на заготовку во многом зависит от пластичности металла.

На практике из всех методов холодной обработки чаще всего используют слесарные работы, которые объединяет понятие «механическая обработка металлов».

Это достаточно большая группа, в которой при всех способах применяется твердый острый инструмент, механически воздействующий на заготовку. При этом в результате отделения слоев материала происходит смена формы изделия. Разница между величиной конечного продукта и первоначальной заготовки называется припуском.

Существует несколько видов механической обработки:

Точение. В этом случае к закрепленной на вращающейся основе заготовке подводится резец – он снимает металл, создавая деталь с установленными в конструкторской документации размерами. Таким образом получают изделия, которые имеют форму тела вращения.
Сверление. При этом к неподвижно закрепленной заготовке продольно подводится сверло, которое вращается вокруг своей оси, а затем медленно погружается в деталь. Данный вид обработки используется для изготовления круглых отверстий.

Фрезерование. Отличие данного вида от сверления заключается в рабочей поверхности. Если у сверла это только передний конец, то у фрезы еще и боковая поверхность. Кроме того, фреза имеет возможность перемещаться в разные стороны (вправо, влево, вперед и назад). Данный вид обработки помогает создать изделие, имеющее необходимую конструктору форму.
Строгание. Заготовка неподвижно закрепляется на основе, а резец перемещается относительно нее назад и вперед. Каждый проход инструмента снимает с детали слой металла. Некоторые агрегаты работают неподвижным резцом по двигающемуся изделию. Такой вид обработки используется для изготовления продольных пазов.
Шлифование. Процесс осуществляется с помощью абразивного материала, который вращается или поверхность заготовки обрабатывается продольно возвратно-поступательными движениями, снимая с нее тонкие слои материала. Таким образом происходит подготовка изделия к нанесению покрытия.

Помимо вышеперечисленного, к холодной обработке металла относятся:

Деформирование срезом или сдвигом – пробивка, обрезка, вырубка и перфорирование, а также поперечная, продольная резка и пр.
Гибка – на угол, роликовая правка, гибка прутков, отбортовка.
Обработка давлением – чеканка, холодная ковка, прокатка и штамповка, клепка, накатка, насечка, резьба, пр.

Распространенные виды холодной обработки металла давлением

Чаще всего под холодной обработкой материала подразумевается только один из ее методов – давлением. Давайте рассмотрим разновидности данного процесса.

Это высокотемпературный процесс, при котором происходит нагрев детали до оптимальной ковочной температуры – индивидуальной для каждой марки металла. Существуют следующие способы ковки:

на молотах (паровых, гидравлических, пневматических);
ручная.

На молотах (иначе – машинная ковка), а также ручная – это свободные варианты обработки. Они носят такое название, поскольку не происходит ограничения металла в процессе воздействия на него оборудования или инструмента.

Штамповка – это несвободная ковка. Причина заключается в матрице штампа, которая ограничивает заготовку. Под воздействием инструмента изделие приобретает ее форму.

Ковку часто используют при небольших объемах производства – единичном или мелкосерийном. Поковку получают разогревом изделия и размещением его между бойками молота. Подкладными же делают обжимку, топор или раскатку.

Прокатка – это пластическая обработка металла в холодном состоянии обжиманием. Она происходит на прокатном стане посредством вращающихся валков. Применяют ее для уменьшения поперечного сечения детали, а также для создания необходимого профиля. В настоящее время используют такие три способа прокатки, как:

Продольная. Посредством нее изготавливается наибольшее число изделий. В процессе обработки валки обжимают деталь, проходящую между разносторонне вращающимися валками, оставляя толщину, которая равна зазору между последними.
Поперечная. Таким образом обрабатываются тела вращения (например, цилиндры, шары, втулки и пр.). Поступательных движений деталь не производит.
Поперечно-винтовая. Способ объединяет два предыдущих. Используется для производства деталей, полых изнутри.

Волочение.

Это обработка металла холодным способом, технология которого заключается в протяжке детали, имеющей профиль круглого (фасонного) вида, через волоку (фильеру). Таким образом изготавливается проволока. Катанка (заготовка, имеющая больший диаметр) протягивается между фильерами, в результате чего выходит проволока малого диаметра.

Процесс волочения классифицируют:

По типу: на сухое, когда проволоку протаскивают через мыльный порошок, и мокрое, когда в процессе задействована мыльная эмульсия.
По обработке поверхности: на черновое и чистовое.
По кратности переходов: на однократные и многократные. Последние осуществляются в несколько переходов, а поперечное сечение детали уменьшается постепенно.
По температуре: на горячее и холодное.

Прессование.

Данный процесс позволяет работать с хрупкими металлами, выдавливая их сквозь отверстия матрицы с помощью пресса.

Метод используется для изготовления сплошных или полых профилей из таких материалов, как алюминий, магний, титановые сплавы, медь. Детали используют для самолетов и автотранспорта, например, делают подвески, лопатки, трубы и пр.

Рекомендовано к прочтению

Бывает холодное и горячее прессование. Для таких пластичных материалов, как медь, олово, алюминий в чистом виде, применяется холодная обработка металла. Для тугоплавких материалов и сплавов, какими являются металлы, содержащие титан, никель и пр., используется горячая обработка, то есть перед прессованием инструменты и детали нагревают.

Процесс позволяет получить изделия, имеющие различную конфигурацию, например, с периодическим (постоянным) профилем, наружными либо внутренними ребрами и пр.

Производство идет на специальных прессах, где можно менять матрицы. Материалом изготовления матриц являются штампованные стали с высокой жаропрочностью.

Это метод, позволяющий получать деталь с помощью штампа, части которого ограничивают течение материала.

Используются два вида штампов: закрытые и открытые.

Открытые имеют зазор подвижных частей, через который происходит удаление облоя (переизбытка металла). Убирают его механическим способом в ходе окончательной обработки детали. Открытые штампы могут широко использоваться для обработки заготовок различной массы без предъявления к ней особых требований.

У закрытых штампов зазор отсутствует, поэтому металл остается внутри формы, не образуя облоя. Для такого процесса необходимо тщательно рассчитать деталь по объему.

С ее помощью производят изделия из полосы, листа или ленты металла, которые были получены прокаткой.

В производстве используют два вида (группы) операций:

разделение – отрезка, вырубка и пробивка;
образование формы – раздача, вытяжка, чеканка, отбортовка, гибка и пр.

Для листовой штамповки используют гидравлические и кривошипные прессы. В качестве инструмента применяют штампы с такими основными деталями, как пуансоны и матрицы.

Штампованное изделие в последующем, как правило, не требует доработки механическим способом. Для этого размеры пуансонов и матрицы тщательно рассчитывают в соответствии с техническими требованиями и только после этого запускают в производство.

Листовую штамповку применяют практически во всех областях промышленности. Данный метод позволяет изготовить детали с высокой точностью. Это могут быть и небольшие изделия для микроэлектроники, и части кузова автомобиля. Холодная обработка металлов резанием и давлением чрезвычайно востребованы.

Данный способ обработки предполагает два варианта размещения заготовки: между вращающимися валами, которые обжимают ее, либо заставляют вращаться саму заготовку, при этом формуется она пуансоном. Обжим и вращение формируют поверхность детали, и она уплотняется.

Существует несколько видов редуцирования:

накатка резьбы (внутренней, наружной);
редуцирование труб;
правка деталей;
гибка деталей.

Изделия с внутренней и наружной резьбой от М3 до М68 изготавливают на станках для накатки резьбы. При этом применяют накатные оправки и ролики. Редуцирование труб необходимо для раскатки и закатки концов (до 20 см). Правку деталей используют для исправления их геометрической оси. Гибка нужна для производства пружин различных диаметров.

Плюсы и минусы холодной обработки металла

Рассмотрим сначала преимущества:

У металла возрастают пределы пластичности и прочности.
Увеличивается твердость материала при одновременном снижении пластичности.
Качество поверхности возрастает, как и допуски на размер.
Повышается твердость материалов, структура которых не может стать более прочной при термической обработке.

Однако имеется и ряд недостатков:

Холодная обработка используется исключительно при работе с пластичными металлами, например, с низкоуглеродистой сталью.
Остаточные напряжения, появляющиеся в результате обработки, неблагоприятны для металла, так как он может стать хрупким. Чтобы восстановить пластичность, необходимо его отжечь.
Вероятно проявление фрагментирования и искажения зеренной структуры металла. Для исправления требуется термическая обработка.
Холодная обработка проста в применении для изделий небольшого размера, в то же время крупные заготовки требуют больших затрат труда, времени и энергии.

Немного о химической обработке металла

Специалисты с небольшой натяжкой, но относят химическую обработку к холодным работам. Перед окраской или для получения какого-либо эффекта металлы обрабатывают различными составами. Одной из основных их болезней является ржавчина. Она значительно ухудшает свойства изделий, поэтому важно не допустить или убрать с металлических поверхностей любые признаки появления коррозии.

Химической обработкой называют процессы, которые должны помочь убрать с помощью химических реакций поверхностный слой, а затем защитить металл от ржавчины. Существуют растворы, которые помогают сформировать окисные (или иные) соединения. В результате на поверхности образуется пленка, качество которой зависит от температуры обработки, химического состава средства и периода его воздействия, а также от того, насколько изделие было хорошо подготовлено к данной процедуре.

Химическую обработку применяют для увеличения прочности, защиты от ржавчины, а следовательно – повышения срока эксплуатации изделия.

Существует ряд методов химической обработки. Выделим основные из них:

Распыление раствора – происходит при низком давлении струи вещества, которым обрабатывают металл.
Погружение в раствор – изделие помещают на определенный период времени в действующее вещество.
Гидроструйная обработка раствором – происходит только с использованием соответствующего оборудования.

Глубокое травление или химическое фрезерование используют в металлургии, машиностроении и т. д. для изделий, которые сделаны из тонкого материала, чья поверхность имеет сложную конфигурацию, или при обработке множества малых изделий.

Существуют и иные методы. Например, цинкование, оксидирование, фторирование, нитрирование, анодирование, хромирование, воронение и пр. Наука не стоит на месте, с каждым днем появляются все новые методы химической обработки.

Выбор лучшего из имеющихся методов зависит от габаритов и конфигурации изделия, норм производства и пр. В любом случае перед началом обработки необходимо тщательно подготовить поверхность. Для этого применяют грунтование или обезжиривание, также можно использовать протравку хромитами. Облегчить процесс можно с помощью специальных установок для химической подготовки.

Охрана труда при холодной обработке металлов

В процессе холодной обработки работники могут подвергаться негативному воздействию вредных, а иногда и опасных факторов. Это может быть высокое напряжение электросети, двигающиеся части агрегатов и оборудования, перемещение механизмов и машин и пр. Причиной большинства несчастных случаев на производстве, которые произошли в ходе работы на оборудовании для обработки металлов, является полное или частичное его несоответствие требованиям техники безопасности.

Все движущиеся части механизмов, которые могут стать источником травмы, следует ограждать либо их расположение должно предотвращать прикосновение к ним работника. Возможно также применение иных способов защиты, к примеру, использование двуручного управления.

Существуют виды оборудования, в которых нельзя ограждать (или использовать иные средства защиты) места вероятного соприкосновения работника с движущимися элементами агрегатов. В таком случае конструкция должна быть оснащена сигнализацией, которая включается одновременно с запуском станка. Дополнительно можно использовать различные знаки безопасности и сигнализирующие об опасности цвета. Аварийные кнопки или иные средства экстренной остановки оборудования должны быть установлены вблизи движущихся частей, которые не видны работнику. Это следует делать в случае, когда работники находятся в опасной близости от движущихся элементов установки.

Однако необходимо не только соблюдать требования безопасной работы с оборудованием, но и правильно организовать рабочее пространство. Все рабочие места следует располагать так, чтобы над ними не проходили линии переноса грузов грузоподъемными агрегатами.

Рабочие пространства должны быть оснащены площадками, на которых располагаются столы, стеллажи, тара и прочие хранилища материалов и заготовок, оснастки и полуфабрикатов, а также отходов и готовых изделий. Специалистам, участвующим в технологических операциях и соблюдающим правила холодной обработки металла, должно быть максимально удобно и безопасно работать.

Вдоль всего оборудования по полу обязаны располагаться трапы из дерева шириной ≥ 60 см от выступающих элементов оборудования.

Складирование заготовок и готовых изделий должно проводиться в специально отведенных местах – нельзя загромождать рабочие поверхности. Все детали должны быть установлены основательно, обеспечивая удобство зачаливания при использовании подъемного оборудования. Штабели не могут быть выше 100 см. Проходы следует всегда оставлять свободными.

Типы резки металла

Резание металла – один из основных технологических процессов металлообработки. Используется он при необходимости разделения на несколько частей листовой или сортовой заготовки. В современном производстве применяются высокоточные и экономичные типы резки металла, позволяющие быстро и с минимальными потерями материала получить изделия необходимой конфигурации.

Основные типы резки металла

Существуют следующие типы резки металла:

1. Холодный (механический). Резка происходит за счет механического воздействия на металл специальным режущим инструментом, изготовленным из материала с твердостью, намного большей, чем жесткость обрабатываемого изделия. Применяются следующие инструменты:

гильотина;
ленточнопильный станок;
дисковая (циркулярная) пила и «болгарка».

2. Горячий (термический). Обрабатываемая заготовка расплавляется по линии разреза, а остатки металла удаляются газом. Горячий тип резки металла подразделяется на следующие виды резания:

газокислородный;
лазерный;
плазменный.

Но не все типы резки металла – как холодной, так и горячей – позволяют получить изделие заданной чистоты. Остановимся более подробно на каждом из вышеперечисленных способов.

Холодные типы резки металла

Резка металла механическим способом – это сложный процесс, потому что металлические изделия обладают высокой прочностью и твердостью. К холодным типам резки металла относятся:

Резка с помощью гильотины.

При таком способе резания используются специальные механические инструменты – ножницы и ножи по металлу. Заготовка устанавливается на рабочий стол и закрепляется прижимной балкой. Затем с помощью специального лезвия производится резка. В результате получается идеально ровный край, без лишних кромок, заусенцев и зазубрин. Режут материал сразу по всей ширине листа, поэтому кривизна среза нулевая.

В настоящее время используются следующие виды гильотин для рубки металла:

ручные;
гидравлические;
пневматические»
электромеханические.

Они не отличаются друг от друга по принципу действия, но последние три вида дополнены электроникой, обеспечивающей точность и безопасность резки. Также есть станки, которые могут резать металл не только поперек, но и вдоль. Чаще всего гильотинный тип обработки применяют при заготовительных работах.

Недостатки данного способа:

Может применяться не для всех типов металлов и имеет ограничения по толщине заготовки. Например, гидравлические станки предназначены для металла толщиной до 6 мм.
Полученные в результате резки заготовки часто не соответствуют нужному размеру, так как точность обработки зависит от квалификации оператора.
Невозможно осуществить фигурную резку.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Ленточнопильная резка.

В настоящее время этот тип резки металла очень популярен по причине невысокой стоимости оборудования, хорошей производительности и несложного обслуживания. Режущим инструментом является ленточная пила, натянутая на шкивах.

Современные ленточнопильные станки (ЛПС) дополняются разнообразным оборудованием и электроникой, благодаря которым агрегат легко встраивается в конкретную производственную линию. Скорость резки подобной машины в среднем составляет около 100 мм/мин и выше.

Способ резки на ЛПС позволяет добиваться точного соответствия заданным параметрам, а место разреза не нужно дополнительно обрабатывать. Метод хорош для высокоточных изделий и деталей с гладкой поверхностью. ЛПС подходит для любого металла, а ширина реза составляет всего 1,5 мм.

При таком типе резке металла важно соблюдать ряд условий:

точный выбор шага зубьев режущего полотна в соответствии с сечением распиливаемого профиля с помощью специальных таблиц;
скорость подачи;
скорость резки.

ЛПС позволяет резать металлическую заготовку под углом, что является большим преимуществом по сравнению с гильотиной.

К недостаткам этого типа резки металлов относятся невозможность получить фигурный рез и ограничение размера заготовок в зависимости от возможностей станка.

Резка металла циркулярной пилой и «болгаркой».

С помощью циркулярной пилы делают точные разрезы хорошего качества. Этот инструмент позволяет контролировать угол разреза.

К недостаткам такого типа резки относят большое количество отходов, невысокую скорость и маленькую глубину разрезания.

Для резки профильного проката можно использовать болгарку. На месте среза не остается окалины и окислов, мало отходов.

Но низкая производительность при таком типе резки металла является его главным недостатком по сравнению с другими способами.

Горячая резка металла

Современное промышленное производство требует высокопроизводительных способов металлообработки, позволяющих выпускать максимально возможное количество заготовок заданного качества в минимальные сроки. Этим требованиям отвечают горячие типы резки металла.

Газокислородная резка.

Принцип работы основан на том, что в чистом кислороде при температуре выше +1000 °C металл плавится и выгорает. Место реза предварительно разогревается до температуры воспламенения материала. В качестве разогревающего газа обычно используется ацетилен. На время прогрева влияют толщина металла, его марка и состояние поверхности заготовки.

После того как место разреза прогревается, в сопло резака подается струя горящего кислорода. Она прорезает заготовку по всей толщине, плавно перемещаясь вдоль линии реза. В процессе горения кислорода также удаляются окислы, образующиеся на поверхности полуфабриката.

Для того чтобы разрез получился качественным, важно соблюдать одинаковое расстояние между резаком и заготовкой во время обработки. Это нелегкая задача при использовании ручного газокислородного резака. В случае автоматизации процесса резание происходит на большой скорости кислородом высокого давления, в результате производительность работы и качество среза значительно возрастают.

Уникальность способа заключается в возможности:

разрезания заготовок большой ширины;
обработки изделий из титана.

К недостаткам газокислородной резки относятся:

невозможность использования при резке цветных металлов (меди, алюминия), хромоникелевых и высокоуглеродистых сталей;
большая ширина реза, образование окислов, наплывов, невысокое качество;
невозможность обработки криволинейных поверхностей;
изменение физических свойств материала в области разреза в результате высокотемпературного воздействия.

Плазменная резка металла.

Тип резки при помощи плазмы основан на принципе интенсивного расплавления металла по линии разреза за счет теплового воздействия сжатой электрической дуги и последующего его испарения. Под воздействием электрической дуги образуется полностью или частично ионизированный газ, или плазма. Температура внутри газоплазменного потока достигает +15 000…+20 000°С, что позволяет в разы увеличить производительность процесса по сравнению с газокислородной резкой, а также избавиться от недостатков последней.

Из всех перечисленных типов резки металла в настоящее время благодаря своим преимуществам плазменная обработка является оптимальным выбором для современных металлообрабатывающих производств:

плазменный рез высокоточен и не оставляет наплывов;
позволяет резать по кривым линиям;
исключается изменение физических свойств металла (перекаливания) за счет узконаправленного нагрева участка резки;
можно производить резку титана, меди, чугуна, специализированных марок стали, не меняя инструмента;
оборудование не имеет баллонов с взрывоопасным газом, соответственно, не требует заправки и доставки этих емкостей;
не требуется особого режима соблюдения мер пожарной безопасности;
отсутствует подготовительный этап очистки, потому что высокотемпературное воздействие эффективно удаляет посторонние примеси (в виде ржавчины, грязи, краски), качество разреза остается неизменным;
не нужны специальные присадки для цветных металлов, используется дешевая электроэнергия и воздух, расходные материалы – только сопла и электроды, поэтому плазменная резка металлов – экономически выгодный технологический процесс.

Недостатки данного типа резки металла:

Из-за воздействия высоких температур изменяются свойства кромок заготовки. Они становятся более твердыми, часть материала теряется, поэтому нужны дополнительные затраты на обработку края. В любом случае качество кромок после плазменной резки значительно лучше, чем после газокислородной: нет окалины, ширина зоны с цветами побежалости в пять раз меньше.

Лазерная резка металла.

Данный тип относится к инновационным технологическим процессам. Суть его – в интенсивном воздействии на металл узкого лазерного луча, обладающего стабильной частотой и длиной волны. Он может фокусироваться на небольшом участке поверхности с помощью оптики, управляемой специальной компьютерной программой. Благодаря такому технологическому решению лазерная резка имеет непревзойденные параметры точности.

Высокая плотность энергии, характерная для направленного и узко концентрированного лазерного излучения, позволяет нагреть и испарить строго определенный участок металлической заготовки.

Лазерная резка происходит следующим образом:

нагревание до температуры плавления по линии реза;
расплавление металла;
погружение в толщу разрезаемого материала.

При погружении лазерного луча внутрь металла происходит повышение температуры, в результате чего материал расплавляется и закипает. Этот процесс потребляет много энергии, поэтому для ее экономии в зону разреза подается вспомогательный газ, с помощью которого происходит плазменная резка. В зависимости от теплотехнических свойств материала заготовки, вспомогательными газами могут быть обычный воздух, азот, кислород, инертный газ.

Достоинства лазерного типа резки металла:

максимально узкие резы;
отсутствие деформации при резании тонких листов стали и мягких полуфабрикатов;
возможность точного раскроя по сложным контурам;
минимальное количество неровностей;
маленькая площадь термического воздействия;
универсальность метода – подходит к любым сплавам;
несложное управление станком лазерной резки.

Единственный недостаток лазерной резки – небольшая допустимая толщина металла.

Чем хороша гидроабразивная резка металла

Гидроабразивная резка металла – принципиально иной по сравнению с остальными метод металлообработки. Он отличается от способов горячей резки тем, что не изменяет физико-механические свойства материала заготовки. При таком типе резки металла отсутствует деформация краев – их оплавление и сваривание.

Технологический процесс основан на использовании насоса сверхвысокого давления – до 6 000 бар, который через сопло диаметром 0,1 мм подает воду со специальным абразивом, образующую узконаправленную струю, способную разрезать сталь толщиной до 30 см. Скорость резки листа толщиной 1 мм на гидроабразивной установке может достигать 2,7 м/мин.

Основные достоинства лазерного типа резки металлов:

Обрабатываемая поверхность не нагревается, потому что подаваемая струя воды моментально охлаждает рабочую область.
Гидроабразивная резка справляется с самыми сложными конфигурациями и профилями любых заданных параметров.
Не требуется дополнительных работ по обработке края в виде шлифования, качество разреза получается очень высоким.
Ручные установки для гидроабразивного типа резки пригодны для использования под водой, глубина работ может достигать нескольких сот метров. Один насос высокого давления способен подавать воду одновременно на две-три установки.
Экономичность – даже по сравнению с плазменной гидроабразивная резка выигрывает, при этом скорость разрезания может достигать 30 000 мм/мин без ухудшения качества разреза.
Безопасность – станки для гидроабразивной резки идеально использовать в цехах с повышенной взрывоопасностью, а также с использованием легковоспламеняющихся материалов, так как гарантируют отсутствие искры, нагревания поверхности.

Основными недостатками гидроабразивных станков являются высокие эксплуатационные расходы и шумовой фон во время применения.

Самые последние технологические разработки в области резки металла предоставляют новые возможности для резания заготовок большой толщины. Это оборудование для ультразвуковой, криогенной и электроимпульсной обработки. Пока на нашем рынке оно не получило широкого распространения из-за высокой стоимости и сложности управления.

Какой тип резки металла выбрать

Выбирая тип резки металла для производства, прислушайтесь к советам профессионалов.

Технологи по металлообработке советуют обратить внимание на 10 признаков идеального способа резания:

Увеличение скорости обработки со стабильным качеством.
Чистый срез без остаточных следов и деформаций.
Возможность резки металлов разной толщины.
Износостойкость режущего инструмента.
Возможность обработки поверхностей с посторонними загрязнениями.
Возможность фигурной резки.
Вариативность профиля разреза.
Возможность совмещения с другими технологическими операциями (например, со снятием фаски).
Простая управляемость.
Экономичный раскрой.

Просто выберите технологический процесс, который будет совмещать максимальное количество рекомендуемых признаков для конкретного случая.

Читайте также: