Как делают металлические детали

Обновлено: 22.01.2025

На сегодняшний день на российских предприятиях распространены различные методы изготовления деталей. Самые известные из них – это ковка, штамповка, литье и механообработка. На выбор наиболее подходящего из них влияют такие параметры, как тип детали, ее размер и назначение. Каждый из перечисленных методов изготовления деталей имеет свои особенности, обладает определенными преимуществами и недостатками. Самые распространенные из них мы и рассмотрим подробнее.

Литейное производство

Литейная обработка – один из наиболее распространенных методов изготовления деталей. В данном случае подразумевается изготовление формы, которую затем заполняют расплавленным металлом. Возможности данного способа несколько ограничены, поэтому чаще всего литье используют для создания заготовок, затем обрабатываемых на токарном станке. Если Вам необходимы конструктивно сложные заготовки – лучше попробовать прочие методы изготовления деталей. В противном случае получившиеся изделия надо дорабатывать на фрезеровочном станке.

Несмотря на эти недостатки, литье отлично подходит для создания сложных отливок – например, полых, которые трудно производить путем механической обработки. Данный способ подходит для деталей абсолютно любого веса. Для литья можно использовать как формовочные смеси («землю»), так и металлические формы.

Обработка резанием

Обработка резанием – основной метод изготовления деталей машин, использующий несколько видов заготовок: например, прокат, отливки и штамповки.

Процедура резания предельно проста: она формирует новые поверхности за счет деформирования и отделения верхних слоев материала, при этом образовывается стружка. При обработке металла снимают некоторую его часть – припуск.

Резание не так популярно, как остальные методы изготовления деталей. За счёт повышения точности исходных заготовок общий объем металлов, обрабатываемых резанием, заметно уменьшается.

Существует несколько технологий резания: сверление, протягивание, фрезерование и точение. Их общая черта – необходимость использования заготовки, форма которой должна быть близка к готовому изделию. Для этого задействуют различные типы станков – токарные, сверлильные, фрезеровочные.

Сварка деталей

В общем смысле сварка – это процесс объединения двух металлических деталей для получения третьей. Сварка занимает особое место среди остальных методов изготовления деталей. Она подходит для изготовления большинства деталей, необходимых для машиностроения, но целесообразность использования сварки в других областях зависит от конструктивных особенностей желаемой детали. В их числе:

характер расчленения детали,
метод получения заготовок,
качество обработки.

Стоит учитывать и трудоёмкость реализации сварки. Если Вас не устраивает необходимость выполнения сборочно-сварочных операций, осуществить механизацию процесса нет возможности, а готовые детали затем надо обрабатывать дополнительно – обратите внимание на остальные методы изготовления деталей в поисках подходящего.

Обработка давлением

Обработка давлением – самый обширный из методов изготовления деталей. В него входит огромное количество технологий и способов обработки. За счет хороших показателей пластичности металлу может быть придана любая форма. Структура материала при этом не нарушается, поэтому на обработку металлов давлением есть стабильный спрос.

Существует пять основных процедур с задействованием высокого давления, используемых для изготовления деталей.

прокатка,
штамповка,
ковка,
волочение,
прессование.

Обработка давлением идеально подходит, если необходимо максимально снизить стоимость производства. Детали при этом изготавливают в большом количестве и в минимальные сроки. Недостаток данного метода – более высокий процент брака по сравнению с другими технологиями. Обрабатываемая заготовка также может потрескаться и расколоться.

Механическая обработка

Механообработка подразумевает срезание металла с поверхности заготовки поэтапно. Комплекс используемых технологий (в том числе – задействование различных типов станков), позволяет:

придать детали любую нужную форму,
просверлить необходимое количество отверстий,
обеспечить ей эстетичный внешний вид путем шлифования и строгания.

За счет этих плюсов прочие методы изготовления деталей, как правило, уступают механообработке.

Данный метод позволяет изготавливать изделия в небольших количествах. Это как раз тот случай, когда использовать другие технологии невыгодно. Минимальный процент брака при механообработке делает её отличным вариантом для производства высококачественных деталей.

Механическая обработка деталей с использованием станков ЧПУ – одна из основных направлений компании «Борис-88». Специалисты нашей компании используют современное универсальное высокоточное оборудование, что гарантирует высокое качество готового продукта.

Производство металлических изделий

Производство металлических изделий – обширная сфера деятельности, охватывающая изготовление строительных конструкций, деталей для машиностроения, сельхозтехники и инвентаря, деталей и заготовок для бытовых нужд.

Производство металлоизделий и заготовок делится на определенные этапы, на каждом из которых применяется конкретный способ металлообработки. При изготовлении изделий на заказ, помимо стандартных этапов производства, необходимо учитывать время и нюансы согласования эскизов и чертежей. Подробнее обо всем читайте в нашем материале.

Подготовка к производству металлических конструкций и изделий

Наиболее востребованными на сегодняшний день конструкционными материалами являются металлы и их соединения. Из них делают детали машин, строительные элементы и т. п. Производство металлических изделий включает в себя как изготовление микроскопических элементов часовых механизмов, так и габаритных конструктивных элементов зданий и сооружений. Разные изделия производятся с использованием различных технологий, характеризующихся сложностью и высокой точностью.

Выпуску готовых металлических изделий предшествует проведение определенных технологических операций, придающих продукции необходимые характеристики.

Поставка сырья (металлопроката) для металлообрабатывающих предприятий осуществляется в виде разного рода полуфабрикатов:

хрупкие сплавы (бронзу, чугун) поставляют массивными чушками;
для других металлов возможны поставки в виде прутков, листов, болванок разного размера.

Для получения нужных деталей металлопрокат подвергают механической обработке. Готовая продукция должна соответствовать требованиям ГОСТа и других стандартов, поэтому при выполнении необходимых технологических процессов важно строгое соблюдение определенных правил. Их нарушение может стать причиной производства металлических изделий с внешними или внутренними дефектами.

5 этапов производства металлических изделий

Производство металлических изделий по чертежам состоит из нескольких стадий.

1. Формообразование.

Первый этап производства заключается в придании будущим деталям определенной формы и размеров. Для формообразования используются литье, резка, ковка, штамповка, прессование, волочение, прокатка.

2. Обработка поверхности изделия.

На следующем этапе металл подвергается механической обработке, цель которой заключается в придании изделиям нужных размеров, формы, качественных характеристик. Поверхность деталей обрабатывается различными способами, например, вручную с помощью напильника или автоматически с использованием металлорежущих станков (токарных, фрезерных, строгальных и т. д.).

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

При использовании в процессе производства станков деталь необходимо зафиксировать, а затем обработать с помощью режущего инструмента.

Обработка заключается в:

точении (снятии стружки с поверхности детали);
фрезеровании;
сверлении;
шлифовке.

При этом с поверхности заготовки удаляется специально оставленный припуск, облой, шлифуются шероховатости. Форма и габариты получаемых заготовок соответствуют чертежам. Размеры и количество микронеровностей, остающихся на поверхности деталей после механической обработки, свидетельствуют о чистоте проводимых технологических операций (точения, сверления, фрезеровки, шлифовки). Несмотря на микроскопические размеры, дефекты повышают вероятность и увеличивают скорость появления коррозионных изменений металла, выхода детали из строя.

3. Термическая обработка.

Термообработка металлических заготовок осуществляется путем нагрева, выдержки и последующего охлаждения. При последовательном выполнении этих операций изменяется внутреннее строение и характеристики материала, снимается напряжение металла. Существует четыре способа термической обработки металлических заготовок:

отжиг;
нормализация;
закаливание;
отпуск.

4. Вторичная обработка поверхности.

Для вторичной обработки поверхностей металлических изделий используют механические (шлифовку, полировку) или электрофизические и физико-химические методы. Дополнительные характеристики металлам придаются за счет воздействия на них электроэнергии, физических методов или химических реактивов.

Такая обработка позволяет удалять припуск (верхний слой металла), прилагая минимум усилий, благодаря чему повышаются точность и качество производства. Подобные технологии применимы при работе с металлами независимо от их прочности или вязкости, а также от сложности изделий и труднодоступности обрабатываемых частей деталей. После обработки на поверхности остается минимальный дефектный слой.

5. Соединение деталей.

Детали соединяются друг с другом посредством пайки или сварки.

В процессе сварки неразъемные соединения формируются благодаря созданию прочных связей между атомами соединяемых элементов. При этом способе обработки плавится основной металл, из которого выполнена заготовка, и присадочный элемент.

Сварка металлических изделий выполняется путем:

плавления;
соединения заготовок под воздействием давления.

В процессе нагревания и последующего расплавления краев соединяемых деталей создаются новые молекулярно-атомные связи. В месте сваривания элементов образуется сварочная ванна, содержащая расплавленный металл, который, остывая, прочно скрепляет детали друг с другом. В большинстве случаев в ванну добавляют присадочный материал, задача которого заключается в заполнении имеющегося между заготовками зазора. Некоторые технологии позволяют сваривать детали без использования присадок.

Виды металлических изделий и способы их производства

Существуют следующие виды металлических изделий:

легкие – из них собирают каркасы быстровозводимых строений;
строительные – без них не обходится строительство любых объектов, они представлены разного рода колоннами, балками, опорами, прогонами, связями, перекрытиями;
малые – используются для производства металлических декоративных элементов (балконных ограждений, лестниц, турникетов, опор для дорожных знаков, рекламных конструкций и т. п.);
крупные металлоконструкции – используются при строительстве дорожных сооружений (опоры мостов, рельсы, тоннели и пр.);
резервуарные – представлены нержавеющими баками, канистрами, ваннами, цистернами и т. п.;
бытовые металлические изделия – эта категория состоит из стеллажей, шкафов, ящиков, кронштейнов и других креплений, каркасов, подставок;
нестандартные – их производство осуществляется из профиля или листового металла на основании индивидуальных чертежей заказчика.

Порошковое напыление продлевает срок службы изделий из алюминия, повышая устойчивость к коррозии, негативному воздействию прямых солнечных лучей, атмосферных осадков.

Производство строительных и других металлических изделий осуществляется с использованием таких технологий металлообработки, как:

высокоточная лазерная резка, в процессе которой металл разрезается под воздействием узконаправленного лазерного луча высокой мощности, образуя срез с идеально ровными кромками;
автоматизированная гибка – она позволяет придать заготовкам нужную форму в соответствии с заданными параметрами;
механизированная рубка – первичная обработка металла посредством гильотины, оснащенной мощными ножами;
сварка, позволяющая соединять металлические заготовки любой формы и размера и получать в результате высокопрочные изделия с полностью герметичными швами;
токарная металлообработка в соответствии с чертежами, которая используется при изготовлении тел вращения (изделий с коническими, цилиндрическими, торцевыми и рельефными поверхностями).

На поверхность готовых деталей и конструкций наносится полимерное покрытие нужного оттенка по шкале RAL, обладающее антикоррозионными свойствами. В качестве такого материала используются порошковые краски, в составе которых присутствует цинкосодержащий грунт.

Нанесение покрытия состоит из трех этапов:

подготовка к покраске или грунтовке;
нанесение защитной краски в специально предназначенной камере напыления;
оплавление или полимеризация.

Красящий порошок покрывает поверхность металлических изделий ровной и прочной пленкой, затвердевающей после охлаждения и повышающей качественные характеристики готовой продукции.

Рекомендуем статьи по металлообработке

3 варианта производства нестандартных металлических изделий на заказ

При необходимости производства нестандартных металлических изделий можно выбрать один из следующих вариантов:

Услуги частного сварщика (в этом случае следует быть готовым к отсутствию гарантий качества готовой продукции, а также к возможным отступлениям от проектной документации в процессе производства).
Обращение на завод, занимающийся серийным производством металлоизделий (несмотря на наличие у производителя необходимого оборудования и специалистов, способных качественно выполнить работу на заказ, штучное производство экономически невыгодно для завода, следовательно, стоимость индивидуального заказа будет более высокой).
Заказ в специализированной компании, занимающейся производством металлических изделий для сельского хозяйства и не только по индивидуальным чертежам заказчика.

Для готовых деталей важно соответствие не только чертежам клиента и проектной документации, но и ГОСТам, а также стандартам многоступенчатой проверки ISO 9001:2001.

В каждом конкретном случае стоимость изготовления деталей по чертежам рассчитывается индивидуально.

Востребованность этой услуги обусловлена рядом факторов:

Посредством современного оборудования производятся высококачественные, прочные и долговечные металлоизделия любой сложности, включая сварные балки, ограждения, лестницы, колонны, перила, башни, стеллажи, вышки, консоли, различные емкости.

Обязанность по предоставлению технологической документации возлагается на заказчика, однако при ее отсутствии производством расчетов и выполнением чертежей занимаются сотрудники металлообрабатывающего предприятия.

Следует заблаговременно поинтересоваться тем, предоставляется подобная услуга при производстве металлических изделий или нет.

Особенности изготовления металлических изделий на современном оборудовании:

полностью автоматизированные станки для производства металлических изделий, что практически полностью исключает вмешательство человека и сводит к минимуму производственный брак;
высокая точность обработки готовых деталей, которые могут использоваться сразу, без дальнейшей доработки;
многоступенчатый контроль качества производства;
возможность создания деталей любой конфигурации.

Изготовление изделий из металла по индивидуальным чертежам происходит в несколько этапов:

Контроль производства металлических изделий и заготовок

Чтобы проверить качество металлоизделий, используются современные методики неразрушающего контроля. Они помогают выявить скрытые дефекты (например, наличие внутренних раковин, некачественных сварных швов, неоднородного состава металла и пр.). Однако ряд недостатков не может быть установлен даже при использовании лучших методик скрытого контроля качества готовых изделий.

Таким дефектами являются остаточные внутренние напряжения, которые появляются в процессе первичной обработки или формообразования и должны сниматься термической обработкой изделий. При нарушениях параметров температурной обработки (температурного режима, скорости увеличения температуры, времени выдержки заготовки при нужной температуре, скорости охлаждения) возникают высокие внутренние напряжения металла. Такой дефект может стать причиной разрушения деталей во время использования.

При подготовке заготовок возможно выявление дефектов, обусловленных несоответствием металла требованиям ГОСТа, нарушениями, допускаемыми при очистке емкостей, которые используются для изготовления сплавов.

На этапе формообразования причиной появления дефектов могут стать изношенные формы. В этом случае возможны как производство металлических деталей с несоответствующими размерами, так и неправильной конфигурации.

Механическая обработка также может привести к возникновению дефектов из-за нарушений технологии изготовления, слишком длительной обработки, использования низкокачественных инструментов или оборудования. В связи с этим каждый из этапов производства нуждается в жестком контроле качества изготавливаемых деталей.

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.

Изготовление металлических изделий

Изготовление металлических изделий проводится по различным технологиям, которые выбираются в зависимости от их характеристик. Чтобы подобрать нужный метод обработки, необходимо понимать особенности каждого вида изделия, в противном случае высок риск получить некачественную продукцию или не найти исполнителя работ.

Не менее важным является и выбор металла, а также способа контроля качества готовой продукции. В нашей статье мы расскажем, по каким технологиям производят металлические изделия, как составить чертежи для исполнителя и выявить бракованные детали.

Виды металлов для изготовления изделий

Всего существует две группы металлов: цветные и черные. При этом все они схожи между собой не только по свойствам, но и по применению в промышленности.

В данном случае речь идет о стали (легированной, углеродистой) и чугуне.

Особое распространение сплавы черных металлов получили в сфере изготовления металлопроката. Благодаря отличным рабочим свойствам они всегда пользуются популярностью.

Помимо того, что существуют различные виды металлов и сплавов, есть еще и марки, которые обозначаются в виде буквенно-цифровых сочетаний, например, Ст6. Для того чтобы было легче найти подходящий вид материала для определенной сферы жизнедеятельности, осуществляется группировка черных металлов.

Весь металлопрокат должен соответствовать ГОСТу по размерам, форме, а также предельным отклонениям. Если говорить о черных металлах, то к ним относится сортовой, листовой, трубный и фасонный прокат. Сюда, как уже было сказано выше, входит сталь и чугун, которые, за исключением разного количества содержащегося в них углерода, имеют очень схожие свойства.

Название этой группы металлов говорит само за себя, то есть цветовые характеристики отвечают за их внешний вид.

Когда происходит смешение нескольких металлов в разных пропорциях, получается сплав, который обладает улучшенными, чем исходный материал, свойствами.

Благодаря определенным пропорциям металлов в сплаве появляется возможность получения определенных характеристик, позволяющих использовать материал для изготовления изделий в массовом производстве. Нужно отметить, что свойства (химические, физические и механические) можно менять не только путем изменения пропорций металлов, но и с помощью механического (прессования, штамповки, пайки, прокатки, ковки, резки, сварки) и химического (термообработки, технологии старения и т. д.) воздействия.

Для изготовления большинства литых изделий, проволоки, квадратов, шестиугольников в виде мотков и прутков, а также полос, лент, фольги и листов используются цветные металлы. Кроме того, в последнее время в производстве начали использовать и порошки из них.

5 технологий изготовления металлических изделий

Для изготовления металлических деталей на предприятиях страны используются различные методы, самыми известными из которых являются штамповка, ковка, механообработка и литье. Выбор наиболее подходящего осуществляется на основании того, какую деталь и с какими параметрами необходимо получить, ее размера, а также назначения. Нужно учитывать, что каждый метод имеет свои особенности, плюсы и минусы. Остановимся более подробно на самых распространенных.

1. Литейное производство.

Этот способ изготовления металлических изделий является одним из самых популярных. Заключается он в том, что изначально делается форма, в которую затем заливают расплавленный металл. Однако из-за некоторой ограниченности возможностей данный метод используется в основном для создания заготовок, которые в дальнейшем проходят обработку на токарном станке. Если конструкция будущей детали сложная, то лучше отдать предпочтение другому способу, в противном случае изделия придется дорабатывать на фрезеровочном оборудовании.

Однако, даже несмотря на перечисленные минусы литейного производства, оно отлично подходит для отлива сложных изделий, которые трудно изготовить посредством механической обработки. С помощью данного способа делают детали различного веса, причем для литья используют как металлические формы, так и «землю» (формовочные смеси).

2. Обработка резанием.

Этот способ является основным для изготовления машинных деталей, который предполагает использование таких видов заготовок, как отливка, прокат и штамповка.

Резание не является сложной процедурой. В данном случае новые поверхности формируются за счет деформирования, а также отделения верхних слоев материала с образованием стружки. Обработка металла сопровождается снятием определенной его части (припуска).

В отличие от других способов изготовления металлических изделий, резание используется не так часто. Объем металлов, которые подвергаются данной процедуре, значительно сокращается за счет того, что точность исходных заготовок увеличивается.

Технологий резания сегодня существует несколько: протягивание, сверление, точение и фрезерование. Все они схожи тем, что в каждой из них необходимо использовать заготовки, которые имеют форму, максимально приближенную к готовому изделию. Как правило, для этого применяются сверлильные, токарные, фрезеровочные станки.

3. Сварка изделий.

Процесс заключается в соединении двух деталей из металла для того, чтобы в итоге получить третью. Среди всех методов изготовления данный метод занимает особое место. Его используют для производства металлических изделий, необходимых в машиностроительной области. Что касается других сфер, то здесь целесообразность использования сварки зависит от конструктивных особенностей получаемых деталей. К ним стоит отнести:

способ получения заготовки;
характер разборки детали;
качество обработки.

Трудоемкость реализации сварки тоже необходимо учесть. Не стоит использовать данный способ изготовления изделий из металла в том случае, если, во-первых, вас не устраивает необходимость осуществления сборочно-сварочных работ, во-вторых, нет возможности механизировать процесс, в-третьих, потребуется дополнительная обработка готовых деталей. При таких обстоятельствах следует подобрать другой, более подходящий метод.

4. Обработка давлением.

Этот способ изготовления металлических изделий является самым обширным и включает множество методов и технологий обработки. Металл обладает довольно хорошей пластичностью, поэтому придать ему определенную форму давлением не так сложно, при этом его структура не нарушается. Именно поэтому такая обработка пользуется довольно большой популярностью.

Для изготовления деталей из металла используются следующие процедуры с применением высокого давления:

штамповка изделий;
прокатка;
волочение;
ковка;
прессование.

Если есть необходимость снизить стоимость производства, то обработка давлением подойдет как нельзя лучше. Детали в данном случае изготавливаются быстро и в большом количестве. Если говорить о минусах, то это процент брака, который при использовании данной технологии более высокий, чем при других. Кроме того, заготовка, которая подвергается обработке, может расколоться или потрескаться.

5. Обработка механическим способом.

Этот метод заключается в поэтапном срезании с поверхности заготовки металла. Комплексное использование технологий и разных типов станков позволяет добиться следующего:

придать детали абсолютно любую форму;
просверлить столько отверстий, сколько необходимо;
придать изделию более эстетичный вид с помощью строгания и шлифования.

Именно благодаря этим преимуществам изготовления металлических изделий механообработка выигрывает у других методов.

С помощью данного способа есть возможность делать небольшое количество продукции, применение других технологий в этом случае будет просто невыгодным. Благодаря минимальному проценту брака механообработка является отличным способом изготовления деталей высокого качества.

Нюансы составления чертежей для изготовления металлических изделий

Нередко требуется указывать способ металлообработки по чертежам, например, лазерная резка, пробивка металла, гибка, раскрой и т. д. Часто она нужна при слесарных, токарных услугах, а также при сварке.

Прежде чем делать заказ на изготовление металлических изделий, потребуется составить техническое задание, как, впрочем, и во многих других сферах. Чаще всего работа осуществляется с чертежами, поэтому они должны содержать особенности деталей, а также их размеры. Это позволит исполнителю заказа понять, что именно вы хотите получить.

Нужно сказать, что качество готовых изделий во многом будет зависеть от чертежа, поэтому для металлообработки обязательно наличие подробного ТЗ.

Нередко в чертеж по металлообработке входят и другие детали, например, касающиеся качества и его контроля, обязанностей сторон, форс-мажорных обстоятельств и другие нюансы производственного процесса. Как правило, ни одна крупная компания не обходится без плана при оформлении заказа на обработку материала в сторонних организациях. В этом случае составляется подробный чертеж, в который входит договор, техническое задание и множество других факторов, относящихся к процедуре.

Заказчик должен составить чертеж таким образом, чтобы учесть все аспекты. Это позволит ему не попасть в сложную ситуацию. В данном случае речь идет о сроках выполнения и компенсации ущерба в случае возникновения форс-мажорных обстоятельств, все это обязательно должно быть указано в договоре. Если в чертеже будет все учтено до мелочей, то у исполнителя даже не возникнет желания изготовить какую-либо деталь по-своему, объясняя это тем, что в ТЗ не было конкретики. Только в этом случае у вас появится гарантия того, что услуга будет оказана качественно и так, как вам это необходимо.

Заказывая изготовление металлических изделий по чертежам, можно указать в документах и определенные условия контроля качества. Вы имеете полное право уточнить, что все детали должны быть изготовлены только профессионалами и на современном оборудовании. Нужно сказать, что в договоре можно отобразить все свои пожелания, однако это не значит, что исполнитель обязательно согласится их выполнить и подпишет договор. Впрочем, как и заказчик вправе отказаться.

Методы контроля качества при изготовлении металлических изделий

Контроль качества изготавливаемых металлических изделий осуществляется сегодня с помощью ревизионных и самостоятельных мероприятий.

Если говорить о втором варианте, то это техническая проверка деталей самим исполнителем на соответствие их стандартам качества. Методы для процесса предусматриваются технологической картой (ТК) на операцию. Контроль в данном случае осуществляется специальными измерительными приборами с периодичностью, которая предусмотрена инструкцией.

Если говорить о ревизионных мероприятиях, то они проводятся, как правило, специалистами, то есть контролерами, которые во время проверки руководствуются ТК на операцию.

Все существующие методы технического контроля качества изготавливаемых металлических изделий направлены на поиск бракованной продукции и определение их типа. Нужно отметить, что дефекты могут быть как исправимыми, в этом случае деталь отправляется на доработку, после чего включается в состав готовой партии, так и окончательными, когда выхода два: в отходы или на полную переработку в зависимости от сложности брака.

Техническая проверка изделий на наличие дефектов включает в себя комплекс мер:

разрабатывается проект процессов контроля;
определяются формы контроля;
подбираются методы и средства;
согласуются между собой элементы контролирующей системы;
анализируются бракованные конструкции, детали и разрабатываются способы исправления дефектов.

Все способы технического контроля можно разделить на две большие группы: разрушающие и неразрушающие, в каждую из которых входят физические, химические и комбинированные способы проверки металлических изделий.

Если говорить о техконтроле с разрушением, то он используется для проверки качества металла, а также изделий, которые из него изготовлены. Процесс заключается в следующем: на деталь оказывается максимальная нагрузка, после чего определяется время до ее полного разрушения, а также необходимое для этого усилие.

Мероприятия контроля с разрушением осуществляются с использованием динамической или статической нагрузки на изделие. Далее в документацию вносится информация относительно типа нагрузки, времени, которое было затрачено и характере разрушения материала в результате проведенной операции.

Нагрузки динамического типа позволяют оценить:

усталость металла;
вязкость и твердость материала;
истирание и изнашивание изделий из металла.

К разрушающим способам проверки металлических деталей относятся испытания:

на сжатие;
на растяжение;
на повторно-переменное воздействие;
сопротивление к ударной нагрузке;
на твердость (метод Виккерса).

Методы с разрушением относятся к контрольным. С их помощью проверяются самые первые изготовленные изделия из партии на предмет соответствия заданным характеристикам. Кроме того, осуществляются испытания впервые поступивших материалов и сплавов, предназначенных для производства продукции.

Неразрушающий контроль, или дефектоскопия, представляет собой способ, позволяющий обнаружить дефекты однородности, целостности, а также определить изменение химического состава различных материалов, металлов и сплавов без разрушения детали.

Самым простым способом контроля является слуховое или визуальное испытание, однако назвать его надежным сложно. Для выявления брака, дефектов, а также отклонений от химического состава металлов существует огромное количество различной аппаратуры:

ультразвуковая;
магнитная;
рентгенографическая (радиационной);
контроль продукции без разрушения.

Современное оборудование обладает множеством преимуществ, среди которых стоит отметить минимальные временные затраты, точность инструментов, использующихся для контроля, а также возможность проводить испытания в момент короткой остановки текущего процесса или даже во время эксплуатации. Неразрушающие методы и технологии используются, как правило, для проверки ответственных узлов, конструкций, деталей, изделий, которые предназначены для эксплуатации на протяжении длительного времени.

Зная, какие сегодня существуют технологии изготовления металлических изделий, а также контроля, сделать выбор в пользу той или иной компании, предоставляющей услуги на рынке металлообработки, будет гораздо проще.

Технологии и методы изготовления деталей из металла

Металлы — это целая группа химических веществ, имеющих схожие свойства, такие как водонепроницаемость, ковкость, прочность, электропроводность, делающие их подходящими для широкого спектра применения. Металлы и их сплавы в различном процентном соотношении используются в электрике, строительстве, изготовлении инструментов, создании машин, техники и даже декорировании. Удобство изделий из металла также в том, что из него легко изготовить не монолитное изделие, а большой механизм, состоящий из множества соединенных между собой деталей, которые можно без проблем сделать на заказ или докупить и заменять по мере их износа. Для редких и сложных элементов существует изготовление деталей по чертежу заказчика.

Этапы работы с металлами:

Из руды выплавляются железо, алюминий или медь, разливаются огромные формы;
Получившимся брускам придают удобный для дальнейшей работы формат, делая из них трубы, проволоку, листы и другие материалы;
Создаются заготовки, из которых затем производят на соответствующих станках необходимые детали;
Сбор и соединение деталей в результате которых получаются уже готовые механизмы, изделия или приборы.

Валы, шестерни, звездочки цепные, зубчатые колеса, муфты, фитинги, червячные валы — все эти предметы массового использования изготавливаются из различных сплавов металлов.

Подход к выбору метода изготовления детали зависит от ряда требований, которым деталь должна соответствовать: её назначение, размер и форма.

Самые распространенные в современном производстве методы изготовления деталей:

Литьё — один из наиболее древних, но использующихся до сих пор методов. Подходит для создания изделий любого веса. Подразумевает изготовление подходящей формы, в которую заливают расплавленный металл. Несмотря на широкое распространение, в некоторых случаях данный способ не позволяет получить нужный результат, возможно, потом деталям будет необходима дополнительная обработка на фрезеровочном станке. При изготовлении сложных заготовок предпочтительно использовать другие способы;
Механическая обработка — представляет из себя поэтапное срезание с поверхности заготовки металла. Задачи: придать детали необходимую форму, просверлить нужные отверстия в любом количестве, гарантировать эстетически приятный внешний вид. Позволяет изготавливать детали высокого качества с минимальным количеством брака, но только в небольшом количестве;
Ковка — разделяется на ручную и механическую ковку. Ручная ковка в современном мире является, скорее, видом искусства, нежели производственным процессом. Требует много времени, квалифицированного труда, не гарантирует точность размера, веса и идентичности изделий, не подходит для мелких деталей и имеет высокую возможность брака. Механическая ковка — это современный аналог ручной ковки. Выполняется автоматизированным оборудованием, в основном в тяжелой промышленности. Позволяет получить изделия огромного веса и размера, которые создать человеку было бы крайне проблематично;
Прессование — обработка металла давлением, при котором происходит процесс выдавливания металла из закрытой полости через соответствующее отверстие. Отлично подходит и чаще всего применяется для быстрого и массового изготовления длинных изделий нужной толщины: труб, проволок, прутьев или металлических профилей.

Детали из стали

Сталь – это сплав железа и углерода, в который могут быть введены другие примеси, для изменения конечных свойств продукта. Добавление в сплав дополнительных веществ в металлургии называют легированием. Следовательно, в зависимости от химического состава, стали можно разделить на легированные и углеродистые.

Основные преимущества стали:

Устойчивость к деформации;
Твердость;
Износостойкость;
Доступность и экономичность.

Детали из стали используются при изготовлении режущих, бытовых и строительных инструментов, производственных станков, кухонных приборов и для других нужд. Индивидуальное изготовление деталей из стали позволяет учесть все нюансы дальнейшего их использования и подобрать оптимально подходящий состав стали для долгосрочный службы.

Отдельно следует выделить нержавеющую сталь — это легированная сталь, отличающаяся высокой степенью устойчивости к коррозии, окислению и накоплению микроорганизмов. Поэтому изготовление деталей из нержавейки позволит повысит срок их службы даже под прямым воздействием воды, воздуха и агрессивных сред. Большинство медицинских инструментов изготавливается именно из нержавеющей стали.

Детали из бронзы

Бронза — сплав меди с другими элементами. Как и в случае со сталью, в неё могут быть добавлены легирующие компоненты.

Основные преимущества бронзы:

Устойчивость к истиранию;
Долговечность и прочность;
Ковкость;
Высокая стойкость к коррозии;
Гигиеничность;
Малая подверженность воздействию солёной воды и ряда органических кислот.

Детали из бронзы применяют в машиностроении, транспортной промышленности, авиации, ракетостроении, судостроении. Особую ценность изготовление деталей из бронзы представляет для приборов и техники, постоянно используемых в солёной воде, а также для химической аппаратуры. Бронза не имеет пористой структуры, за счет чего не происходит накопление грязи и размножение бактерий, поэтому использование бронзы в изготовлении сантехнического оборудования является полезным, но неоправданно дорогостоящим решением.

Распространённые в использовании виды бронзы:

Бериллиевая бронза — отличается высокой упругостью и электропроводностью. В основном детали из неё используются в электротехнике и изготовлении инструментов;
Оловянная бронза имеет самый широкий спектр применения и очень высокую устойчивость к солёной воде;
Алюминиевая бронза по свойствам и возможностям к применению близка к оловянной бронзе, но стоит дешевле. Из-за красивого золотистого цвета распространена при изготовлении украшений и деталей интерьера;
Кремниевая бронза отличается упругостью, пластичностью и тягучестью даже под воздействием низких температур. Детали из неё незаменимы для приборов, машин и аппаратуры, предназначенных для использования в северных широтах.

Детали из латуни

Латунь — сплав на основе меди с цинком в качестве легирующего компонента. Двухкомпонентная латунь, содержащая только медь и цинк, отличается более высокой пластичностью, но при температуре свыше 300 градусов, это свойство начинает падать. Многокомпонентная латунь, в которой присутствуют примеси и других элементов, по свойствам сильно зависит непосредственно от компонентов, входящих в её состав. Латунь легко поддается ковке и чеканке, но трудно отливается.

Основные преимущества латуни:

Легкость в обработке и придании сложных форм;
Не теряет вид и свойства со временем;
Высокая устойчивость к коррозии;
Выдерживает агрессивные вещества и среды;
Сохраняет пластичность при понижении температуры.

Широко используется в ювелирном деле и при создании декоративных элементов, сувениров, предметов интерьера. Из латуни возможно изготовление подшипников, труб, шестеренок и проволоки различных диаметров, форм, размеров и объемов. Что делает изготовление деталей из латуни возможным как для небольших устройств, так и целых машинных комплексов. В современности распространено использование составов из латуни в системах охлаждения, переходниках, сантехническом оборудовании, элементах крепежа.

Детали из чугуна

Чугун — это сплав железа с углеродом, отличается от стали большим процентным содержанием углерода. В составе могут присутствовать и примеси других веществ. В основном применяется в чёрной металлургии.

Основные преимущества чугуна:

Низкая стоимость;
Высокие литейные характеристики;
Стойкость к большим нагрузкам;
Твёрдость и прочность;
Высокая теплоотдача;
Работоспособность в низких температурах;
Устойчивость к влаге.

При добавлении в чугун различных легирующих веществ, можно расширить его свойства и добавить чугуну жаропрочности, износостойкости и устойчивости к коррозии. Главной особенностью чугуна является универсальность его применение в изготовлении деталей как небольшого, так и достаточно крупного веса и различной толщины. В первую очередь это обусловлено возможностью литья из чугуна деталей любой формы и сложности. Чугунное литье по формам позволяет сделать изготовление деталей по образцу заказчика максимально точным и исключает возможность брака.

Из чугуна изготавливают и корпуса для автомобилей, и насосы, и элементы для водосточных систем, и канализационные люки, и двери, и крыши. Чугун пользуется популярностью для изготовления кованых элементов декора, художественных деталей, скульптур, беседок, винтовых лестниц, балконов, решеток, ограждений, ворот, фонарей и светильников. Сантехническое оборудование, изготовленное из чугуна, отличаются долговечностью, надежностью и неприхотливостью в уходе. Поэтому водопроводные трубы, ванны, раковины и кухонные мойки из чугуна были так популярны.

Популярен чугун и для отопительных приборов, за счет его свойства долго остывать, а, значит, и отдавать тепло более продолжительное время. Эта же его особенность нашла применение и при изготовлении чугунной посуды.

В автомобильной, нефтегазовой промышленности и водоснабжении распространено изготовление деталей из чугуна при использовании так называемого «серого чугуна» — это обычный чугун с добавлением графита, который позволяет повысить прочность сплава, добиться его немагнитности и усовершенствовать его эксплуатационные качества.

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) для обработки металлов

Главное преимущество в использовании станка с ЧПУ при изготовлении деталей в том, что процесс происходит без прямого участия в нём человека, что устраняет возможность ошибки или брака. Существенный минус состоит в том, что использование станков с числовым программным управлением — дорогостоящее.

Использование станков с ЧПУ оправданно:

При потоковом и регулярном производстве большого количества идентичных заготовок, когда важно и их количество, и скорость выпуска, и точное совпадение друг с другом;
Когда детали изготавливаются для использования в особо важных проектах — элементы оборудования для ГЭС, транспорт, космические технологии, авиатехника, медицинская аппаратура;
Если необходима особенная точность в исполнении проекта;
Соблюдается условие, что итоговые заготовки должны иметь сложную поверхность, иной способ создания которой затрачивает много ресурсов, времени или даже невозможен.

Удобное и быстрое изготовление деталей по чертежам ЧПУ позволяет произвести даже самые мелкие виды работ, как, например, гравировка, создание канавок, нарезка резьбы, сверление отверстий.

Штамповка металла – технология, разновидности, оборудование, ГОСТ

Штамповка как технологический процесс обработки заготовок, изготовленных из металла, позволяет получить готовые изделия плоского или объемного типа, отличающиеся как своей формой, так и размерами. В качестве рабочего инструмента при выполнении штамповки может выступать штамп, закрепленный на прессе или оборудовании другого типа. В зависимости от условий выполнения штамповка металла бывает горячая и холодная. Эти два вида данной технологии предполагают использование различного оборудования и соблюдение определенных технологических норм.

Штамповка – пластическая деформация металла, изменяющая форму или размеры материала

Особенности технологии

Ознакомиться с требованиями ГОСТ к обработке металла штампованием можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.

Кроме разделения на горячую и холодную, штамповка изделий из металла подразделяется и на ряд других категорий в зависимости от ее назначения и технологических условий. Так, операции штамповки, в результате которых происходит отделение части металлической заготовки, называются разделительными. Сюда, в частности, относятся резка, рубка и пробивка деталей из металла.

Другой категорией таких операций, в результате которых штампуемый лист металла изменяет свою форму, являются формоизменяющие штамповочные операции, часто называемые формовкой. В результате их выполнения детали из металла могут подвергаться вытяжке, холодному выдавливанию, гибке и другим процедурам по обработке.

Схемы и разновидности выдавливания (прессования)

Как уже отмечалось выше, существуют такие виды штамповки, как холодная и горячая, которые, хотя и реализуются по одному принципу, предполагающему деформирование металла, имеют ряд значимых отличий. Штамповку деталей, предполагающую их предварительный нагрев до определенной температуры, применяют преимущественно на крупных производственных предприятиях.

Это связано прежде всего с достаточно высокой сложностью такой технологической операции, для качественного выполнения которой необходимо сделать предварительный расчет и точно соблюсти степень нагрева обрабатываемой заготовки. С помощью штамповки, выполняемой по горячей технологии, из листового металла различной толщины получают такие ответственные детали, как днища котлов и другие изделия в форме полусфер, корпусные и другие элементы, используемые в судостроении.

Характеристики и виды деталей, производимых на горячештамповочных прессах

Для нагрева деталей из металла перед их горячей штамповкой используется нагревательное оборудование, которое в состоянии обеспечить точный температурный режим. В этой функции, в частности, могут использоваться электрические, плазменные и другие нагревательные устройства. Перед началом выполнения горячей штамповки необходимо не только рассчитать нормы нагрева обрабатываемых деталей, но и разработать точный и подробный чертеж готового изделия, в котором будет учтена усадка остывающего металла.

При выполнении холодной штамповки металлических деталей процесс формирования готового изделия протекает только за счет давления, оказываемого рабочими элементами пресса на заготовку. За счет того, что заготовки при штамповке по холодной технологии предварительно не нагреваются, они не подвержены усадке. Это позволяет изготавливать изделия законченного вида, которые не требуют дальнейшей механической доработки. Именно поэтому данная технология считается не только более удобным, но и экономически выгодным вариантом обработки.

Методом холодной штамповки обрабатывают листовой металл толщиной до 10 мм

Если квалифицированно подойти к вопросам проектирования размеров и формы заготовок и к последующему раскрою материала, то можно значительно уменьшить его расход, что особенно актуально для предприятий, выпускающих свою продукцию крупными сериями. В качестве материала, заготовки из которого успешно подвергаются штамповке, может выступать не только углеродистые или легированные стали, но также алюминиевый и медный сплавы. Более того, оснащенный соответствующим образом штамповочный пресс успешно используется для обработки заготовок из таких материалов, как резина, кожа, картон, полимерные сплавы.

Разделительное штампование, целью которого является отделение от обрабатываемой заготовки части металла, – это очень распространенная технологическая операция, используемая практически на каждом производственном предприятии. К таким операциям, которые выполняются посредством специального инструмента, установленного на штамповочный пресс, относятся резка, вырубка и пробивка.

На этом прессе установлены специальные плунжеры для пробивки отверстий в заготовке

В процессе резки металлические детали разделяются на отдельные части, причем такое разделение может осуществляться по прямой или кривой линии реза. Для выполнения резки могут использоваться различные устройства: дисковые и вибрационные станки, гильотинные ножницы и др. Резку чаще всего используют для того, чтобы раскроить металлические заготовки для их дальнейшей обработки.

Вырубка – это технологическая операция, в процессе которой из металлического листа получают детали, имеющие замкнутый контур. При помощи пробивки в заготовках из листового металла делают отверстия различной конфигурации. Каждая из таких технологических операций должна быть тщательно спланирована и подготовлена, чтобы в результате ее выполнения получилось качественное готовое изделие. В частности, должны быть точно рассчитаны геометрические параметры используемого инструмента.

Перфорированный металлический лист получается в результате вырубки отверстий на координатно-пробивном прессе

Технологическими операциями штамповки, в процессе которых осуществляется изменение начальной конфигурации металлических деталей, являются формовка, гибка, вытяжка, отбортовка и обжим. Гибка – это наиболее распространенная формоизменяющая операция, в процессе которой на поверхности металлической заготовки формируются участки с изгибом.

Вытяжка – это объемная штамповка, целью выполнения которой является получение из плоской металлической детали объемного изделия. Именно при помощи вытяжки металлический лист превращается в изделия цилиндрической, конической, полусферической или коробчатой конфигурации.

По контуру изделий из листового металла, а также вокруг отверстий, которые в них выполнены, часто необходимо сформировать бортик. С этой задачей успешно справляется отбортовка. Такой обработке, выполняемой посредством специального инструмента, подвергают и концы труб, на которые необходимо установить фланцы.

Отбортовка может выполнятся различными способами

При помощи обжима, в отличие от отбортовки, концы труб или края полостей в заготовках из листового металла не расширяют, а сужают. При выполнении такой операции, осуществляемой при помощи специальной конической матрицы, происходит наружное обжатие листового металла. Формовка, которая также является одной из разновидностей штамповки, предполагает изменение формы отдельных элементов штампованной детали, при этом наружный контур детали остается неизменным.

Объемная штамповка, которая может выполняться по различным технологиям, требует не только тщательных предварительных расчетов и разработки сложных чертежей, но и использования специально изготовленного оборудования, поэтому реализовать такую технологию в домашних условиях проблематично.

Инструменты и оборудование

Даже обработка мягких металлов, в частности штамповка алюминия, требует применения специального оборудования, в качестве которого могут выступать гильотинные ножницы, кривошипный или гидравлический пресс. Кроме того, необходимо умение производить расчеты расхода материала и разрабатывать технические чертежи. При этом следует учитывать требования, которые содержит соответствующий ГОСТ.

Штамповку, для выполнения которой не требуется предварительный нагрев обрабатываемой заготовки, выполняют преимущественно на гидравлических прессах, производство которых регулирует ГОСТ. Разнообразие серийных моделей этого оборудования позволяет подбирать станок для производства изделий различных конфигураций и габаритных размеров.

В мелком производстве часто используют эластичный метод штамповки, когда шаблон является металлическим элементом, а матрица – резиновым или пластиковым

Выбирая пресс для выполнения штамповки, в первую очередь следует ориентироваться задачи, для решения которых он необходим. Например, для выполнения таких технологических операций, как вырубка или пробивка, используют штамповочное оборудование простого действия, ползун и шайбы которого в процессе обработки совершают небольшой ход. Для того чтобы выполнить вытяжку, требуется оборудование двойного действия, ползун и шайбы которого в процессе обработки совершают значительно больший ход.

Кривошипный пресс КД-238 относится к категории простого оборудования. Предназначен для холодной штамповки: гибки, пробивки, вырубки и неглубокой вытяжки

По своей конструкции, как указывает ГОСТ, оборудование для выполнения штамповки делится на несколько типов, а именно:

однокривошипное;
двухкривошипное;
четырехкривошипное.

клиноременная передача;
пусковая муфта;
шайбы;
кривошипный вал;
шатун, при помощи которого можно регулировать величину рабочего хода ползуна.

Схема гидравлического пресса

Для запуска ползуна, который совершает возвратно-поступательное движение по направлению к рабочему столу пресса, используется ножная пресс-педаль, напрямую связанная с пусковой муфтой.

Несколько другим принципом работы отличается четырехшатунный пресс, рабочие органы которого создают усилие с центром, приходящимся на середину четырехугольника, образуемого четырьмя шатунами. Благодаря тому, что усилие, создаваемое таким прессом, приходится не на центр ползуна, это устройство успешно используется для того, чтобы изготавливать изделия даже очень сложной конфигурации. Прессы данной категории, в частности, применяют для того, чтобы изготовить асимметричные изделия, отличающиеся значительными габаритами.

Промышленные четырехшатунные прессы могут развивать усилие в сотни тонн

Чтобы изготовить изделия более сложной конфигурации, используют прессовое оборудование пневматического типа, конструктивная особенность которого заключается в том, что оно может быть оснащено двумя или даже тремя ползунами. В прессе двойного действия применяются одновременно два ползуна, один из которых (внешний) обеспечивает фиксацию заготовки, а второй (внутренний) выполняет вытяжку поверхности обрабатываемого металлического листа. Первым в работе такого пресса, конструктивные параметры которого также регламентирует ГОСТ, участвует внешний ползун, фиксирующий заготовку при достижении самой нижней точки. После того как внутренний ползун выполнит свою работу по вытяжке листового металла, внешний рабочий орган поднимается и освобождает заготовку.

Для штамповки тонколистового металла используются преимущественно специальные фрикционные прессы, технические параметры которых также устанавливает ГОСТ. Чтобы обрабатывать более толстый листовой металл, лучше всего применять гидравлическое штамповочное оборудование, которое оснащено более надежными шайбами и другими конструктивными элементами.

Штамповка металла любой толщины должна производится с высокой точностью

Отдельную категорию составляет оборудование, при помощи которого выполняется штамповка взрывом. На таких устройствах, в которых энергия управляемого взрыва преобразуется в усилие, оказываемое на металл, обработке подвергают металлические заготовки значительной толщины. Работа такого оборудования, считающегося инновационным, даже на видео выглядит очень эффектно.

Чтобы получаемый сгиб и общая конфигурация готового изделия из металла отличались высоким качеством, в последнее время стали активно использовать прессы, оснащенные встроенными вибрационными ножницами. Использование такого оборудования с более короткими ножками позволяет изготавливать изделия практически любой конфигурации.

Таким образом, выполнение штамповки листового металла требует наличия не только специализированного оборудования, но и соответствующих навыков и знаний, поэтому реализовать такую технологию в домашних условиях достаточно сложно.

Читайте также: