Обработка металлов на промышленных предприятиях

Обновлено: 08.01.2025

• Полезные советы
• О дереве и лесе
• Строение дерева и древесины
• Характеристика пород
• Свойства древесины
• Пороки древесины
• Пиломатериалы
• Сушка древесины
• Интересное о дереве
• Тайны древесного ствола

• Шиповые соединения брусков
• Оборудование рабочего места
• Пиление
• Строгание
• Сверление
• Соединение гвоздями
• Соединение шурупами
• Соединение на клею
• Отделка поверхности изделий
• Выжигание по дереву
• Выпиливание лобзиком
• Резьба по дереву
• Инкрустация по дереву
• Токарные работы по дереву

• Интересное о металлах
• Станки по обработке металлов
• Оборудование рабочего места
• Металлы и сплавы
• О свойствах металлов
• Сортовой прокат

• Нарезание внутренней резьбы
• Нарезание наружной резьбы
• Опиливание металла
• Рубка металла
• Пиление слесарной ножовкой
• Измерение штангенциркулем
• Измерение микрометром
• Разметка проката
• Виды проката

• Отделка изделий
• Гибка металла
• Правка заготовок
• Разметка заготовок
• Графическое изображение
• Резание металла ножницами
• Сверление отверстий
• Соединения заклёпками
• Процесс изготовления деталей
• Изделия из проволоки
• Тонколистовой металл и проволока

• Электродвигатели
• Источники и проводники
• Оснащение рабочего места
• Электробезопасность
• Электроарматура и светильнии
• Монтаж и ремонт
• Измерительные приборы
• Однофазный переменный ток
• Трёхфазный переменный ток
• Выпрямители переменного тока
• Электромагниты
• Электрозвонок и электрореле
• Электроцепь и электросхема

• Пять заблуждений о клееном брусе
• Светодиодные экраны и электронное табло
• Чем нарезать резьбу
• Трансформаторы
• Вышивка бисером
• Функции станков с ЧПУ
• Стандартизация
• Освещение
• Техэкспертиза
• Обработка стекла
• Робототехника
• Деревообработка
• Изготовление окон
• Строительство
• Вальцовочное оборудование
• Стабилизаторы напряжения для дома
• Технология токарных работ в промышленности
• Алюминиевые сплавы
• Искусственное старение древесины
• Упругость и прочность металла
• Всё о плазменной резке
• Использование станков в производстве
• Особенности гибки металла
• Пресс-ножницы
• Сушильные камеры
• Листовая штамповка – основные ее преимущества
• Железное кружево
• Термовоздушная станция – современная альтернатива паяльнику
• Ядерный взрыв или атака инопланетян. О новых технологиях обработки материалов.
• Страхование

Станки для обработки металла

Обработка металлов на промышленном предприятии

Технологические процессы на металлообрабатывающих предприятиях проходят три стадии: получение заготовок, изготовление деталей, сборка изделий. Общая схема технологического процесса показана на рисунке ниже.

Слитки

Отливки

Прокат

Поковки

В качестве заготовок для деталей используют прокат, отливки из черных и цветных металлов, поковки.

С получением сортового проката различного профиля вы уже знакомы. В заготовительных цехах прокат режут на заготовки определенного размера. Одни из них могут использоваться непосредственно для последующей обработки резанием, другие — в кузнечно-штамповочных цехах для получения поковок и штампованных заготовок (рис. справа). Широко распространена штамповка из листового металла (заготовки кузовов автомобилей, шайб, баков и т. д.).

Отливки (рис. слева) получают в литейных цехах путем заливки расплавленного металла в форму. Отлитые или отштампованные заготовки попадают в металлообрабатывающие цехи, где на токарных, фрезерных и других станках деталям придают заданные формы и размеры.

Обработка материалов резанием, с некоторыми разновидностями которой вы познакомились (точение, сверление, фрезерование, строгание и др.), неэкономична, так как сопровождается значительными отходами материалов в виде стружки. Кроме того, многие современные материалы, имеющие высокую твердость, трудно поддаются обработке резанием. Имеются также ограничения по точности обработки. Поэтому в машиностроении широко применяют электрохимические, электроэрозионные, электронно-лучевые и другие методы обработки. Такими методами обрабатывают детали из сверхтвердых, хрупких материалов, делают тончайшие отверстия (диаметром до тысячных долей миллиметра), придают деталям сложную форму, затачивают инструменты, упрочняют поверхность изделий. Во всех этих методах электрическую энергию используют непосредственно для осуществления технологических процессов.

Широко используется и метод порошковой металлургии(рис справа). По этой технологии можно за очень короткое время изготовить детали весьма точной формы и размеров.

Они либо совсем не нуждаются в последующей обработке, либо эта обработка минимальна. Суть технологии: металлический порошок засыпают в специальные машины, где он спрессовывается, а затем либо в самой машине, либо в специальных печах спекается путем обжига. При этом частички порошка тесно связываются между собой, что обеспечивает большую прочность заготовок. Методом порошковой металлургии можно получать заготовки из таких тугоплавких металлов, как молибден, вольфрам и др.

Совершенствуются в плане повышения производительности труда и традиционные методы обработки деталей резанием. Для изготовления большого количества одинаковых деталей применяют станки-полуавтоматы, автоматы и автоматические и роботизированные линии. Поясним кратко их отличие друг от друга. Если в производственном процессе часть операций, например, закрепление заготовки, снятие со станка готовой детали, перемещение ее (от одного станка к другому и т. п.), производится рабочим вручную, а рабочие операции станок выполняет без участия человека, то это — станок – полуавтомат(рис. справа).

На станке-автомате(рис. слева) все операции (рабочие, вспомогательные, транспортные) выполняются без участия человека. Автоматическая линия включает в себя ряд взаимосвязанных станков-автоматов и других машин, с помощью которых выполняется весь процесс изготовления изделия (или его части).

Станки-автоматы применяют для изготовления отдельных деталей заданного размера. Если же требуются детали другого размера, то станок необходимо переналадить. Поэтому в станках-автоматах стали применять программное управление (станки с числовым программным управлением — ЧПУ). Чтобы перейти с одного режима обработки на другой или изменить параметры обрабатываемой детали, надо лишь сменить программу— «память» станка. После ввода новой программы устройство управления в соответствии с программой вырабатывает управляющие сигналы. Они поступают на органы управления станком(компьютер) и приводят в действие его механизм. Операторы станков с ЧПУ не управляют механизмами станков (это делает программа), а контролируют работу станков, переналаживают их (сменяют программы), устанавливают заготовки и снимают обработанные детали.

Следующий этап автоматизации производства связан с появлением гибких производственных систем — автоматизированных и роботизированных ячеек, отдельных производственных участков и целых роботизированных заводов. Такие системы открывают путь к автоматизированным предприятиям, в которых автоматизацией охвачены все производственные процессы, проектирование и технологическая подготовка производства.

С целью улучшения механических свойств, повышения эксплуатационной стойкости деталей их подвергают термической или химико-термической обработке. В ряде случаев эта обработка может осуществляться до обработки резанием.

Завершающая стадия технологического процесса — сборка изделий. Ее осуществляют в сборочных цехах предприятий. Она включает такие этапы, как подготовка деталей, предварительная сборка отдельных узлов, блоков, окончательная (общая) сборка, регулирование и отладка изделий. Сборка изделий может производиться на одном определенном рабочем месте, к которому доставляются все необходимые детали, или путем перемещения изделия от операции к операции с помощью конвейера, крана и т. п.

Ряд сборочных операций выполняют слесари-сборщики вручную при помощи слесарно-монтажных инструментов. Для механизации сборки применяют пневматические, электрифицированные инструменты, прессы и т. п.
Поточная сборка может быть автоматизирована при помощи сборочных автоматов, сборочных роботов и других машин.

Обработка металла

Металлы и их сплавы издавна используются человеком для изготовления инструментов и оружия, украшений и ритуальных предметов, домашней утвари и деталей механизмов.

Чтобы превратить металлические слитки в деталь или изделие, их требуется обработать, или изменить их форму, размеры и физико-химические свойства. За несколько тысячелетий было разработано и отлажено множество способов обработки металлов.

Особенности обработки металла

Многочисленные виды металлообработки можно отнести к одной из больших групп:

• механическая (обработка резанием);
• литье;
• термическая;
• давлением;
• сварка;
• электрическая;
• химическая.

Литье — один из самых древних способов. Он заключается в расплавлении металла и розливе его в подготовленную форму, повторяющую конфигурацию будущего изделия. Этим способом получают прочные отливки самых разных размеров и форм.

Про другие виды обработки будет рассказано ниже.

Сварка

Сварка также известна человеку издревле, но большинство методов были разработаны в последнее столетие. Сущность сварки заключается в соединении нагретых до температуры пластичности или до температуры плавления кромок двух деталей в единое неразъемное целое.

В зависимости от способа нагрева металла различают несколько групп сварочных технологий:

• Химическая. Металл нагревают выделяемым в ходе химической реакции теплом. Термитную сварку широко применяют в труднодоступных местах, где невозможно подвести электричество или подтащить газовые баллоны, в том числе под водой.
• Газовая. Металл в зоне сварки нагревается пламенем газовой горелки. Меняя форму факела, можно осуществлять не только сварку, но и резку металлов.
• Электросварка. Самый распространенный способ:
  • Дуговая сварка использует для нагрева и расплавления рабочей зоны тепло электрической дуги. Для розжига и поддержание дуги применяют специальные сварочные аппараты. Сварка ведется обсыпными электродами или специальной сварочной проволокой в атмосфере инертных газов.
  • При контактной сварке нагрев осуществляется проходящим через точку соприкосновения соединяемых заготовок сильным электротоком. Различают точечную сварку, при которой детали соединяются в отдельных точках, и роликовую, при которой проводящий ролик катится по поверхности деталей и соединяет их непрерывным швом.

  
  

  С помощью сварки соединяют детали механизмов, строительные конструкции, трубопроводы, корпуса судов и автомобилей и многое другое. Сварка хорошо сочетается с другими видами обработки металлов.

  Электрическая обработка

  Метод основан на частичном разрушении металлических деталей под воздействием электрических разрядов высокой интенсивности.

  Его применяют для прожигания отверстий в тонколистовом металле, при заточке инструмента и обработке заготовок из твердых сплавов. Он также помогает достать из отверстия обломившийся и застрявший кончик сверла или резьбового метчика.

  Графитовый или латунный электрод, на который подано высокое напряжение, подводят к месту обработки. Проскакивает искра, металл частично оплавляется и разбрызгивается. Для улавливания частиц металла промежуток между электродом и деталью заполняют специальным маслом.

  
  

  Ультразвуковая обработка металла

  К электрическим способам обработки металлов относят и ультразвуковой. В детали возбуждаются колебания высокой интенсивности с частотой свыше 20 кгц. Они вызывают локальный резонанс и точечные разрушения поверхностного слоя, метод применяют для обработки прочных сплавов, нержавейки и драгоценностей.

  Особенности художественной обработки металлов

  К художественным видам обработки металлов относят литье, ковку и чеканку. В средине XX века к ним добавилась сварка. Каждый способ требует своих инструментов и приспособлений. С их помощью мастер либо создает отдельное художественное произведение, либо дополнительно украшает утилитарное изделие, придавая ему эстетическое наполнение.

  
  

  Чеканка — это создание рельефного изображения на поверхности металлического листа или самого готового изделия, например, кувшина. Чеканку выполняют и по нагретому металлу.

  Способы механической обработки металлов

  Большую группу способов механической обработки металлов объединяет одно: в каждом из них применяется острый и твердый по отношению к заготовке инструмент, к которому прикладывают механическое усилие. В результате взаимодействия от детали отделяется слой металла, и форма ее изменяется. Заготовка превышает размерами конечное изделие на величину, называемую «припуск»

  Разделяют такие виды механической обработки металлов, как:

  • Точение. Заготовка закрепляется во вращающейся оснастке, и к ней подводится резец, снимающий слой металла до тех пор, пока не будут достигнуты заданные конструктором размеры. Применяется для производства деталей, имеющих форму тела вращения.
  • Сверление. В неподвижную деталь погружают сверло, которое быстро вращается вокруг своей оси и медленно подается к заготовке в продольном направлении. Применяется для проделывания отверстий круглой формы.
  • Фрезерование. В отличие от сверления, где обработка проводится только передним концом сверла, у фрезы рабочей является и боковая поверхность, и кроме вертикального направления, вращающаяся фреза перемещается и вправо-влево и вперед-назад. Это позволяет создавать детали практически любой требуемой формы.
  • Строгание. Резец движется относительно неподвижно закрепленной детали взад- вперед, каждый раз снимая продольную полоску металла. В некоторых моделях станков закреплен резец, а двигается деталью. Применяется для создания продольных пазов.
  • Шлифование. Обработка производится вращающимся или совершающим продольные возвратно- поступательные движения абразивным материалом, который снимает тонкие слои с поверхности металла. Применяется для обработки поверхностей и подготовки их к нанесению покрытий.

  
  

  Каждая операция требует своего специального оборудования. В технологическом процессе изготовления детали эти операции группируются, чередуются и комбинируются для достижения оптимальной производительности и сокращения внутрицеховых расходов.

  Обработка давлением

  Обработка металла давлением применяется для изменения формы детали без нарушения ее целостности. Существуют следующие виды:

  Перед ковкой заготовку нагревают, опирают на твердую поверхность и наносят серию ударов тяжелым молотом так, чтобы заготовка приняла нужную форму.

  Исторически ковка была ручной, кузнец разогревал деталь в пламени горна, выхватывал ее клещами и клал на наковальню, а потом стучал по ней кузнечным молотом, пока не получался меч или подкова. Современный кузнец воздействует на заготовку молотом кузнечного пресса с усилием до нескольких тысяч тонн. Заготовки длиной до десятков метров разогреваются в газовых или индукционных печах и подаются на ковочную плиту транспортными системами. Вместо ручного молота применяются кузнечные штампы из высокопрочной стали.

  
  

  Для штамповки требуется две зеркальные по отношению друг к другу формы — матрица и пуансон. Тонкий лист металла помещают между ними, а потом с большим усилием сдвигают. Металл, изгибаясь, принимает форму матрицы. При больших толщинах листа металл нагревают до точки пластичности. Такой процесс называют горячая штамповка.

  Во время штамповки могут выполняться такие операции, как:

  • гибка;
  • вытягивание;
  • осаживание;
  • и другие.

  С помощью штамповки выпускают широчайший ассортимент изделий — от корпусов бытовой техники до колесных дисков и бензобаков.

  Обработка с помощью резки

  Металл поступает на предприятие в виде проката — листов или профилей стандартных размеров и толщин. Чтобы разъединить лист или профиль на изделия или заготовки нужных размеров, применяют обработку резкой.

  Для профиля чаще всего используют резку абразивным кругом или дисковой пилой.

  Для раскроя листов металла применяют несколько видов резки:

  • Ручная. Газосварщик с газовой горелкой вырезает куски металла нужного размера и формы. Применяется в небольших мастерских и на опытных производствах.
  • Газовая. Установка газовой резки режет пламенем автоматизированной газовой горелки и позволяет не только быстро произвести раскрой листа, но и разложить вырезанные заготовки по контейнерам для доставки их на сборочные участки . Режет металл лазерным лучом. Отличается высокой точностью и малым коэффициентом отходов. Кроме резки, может выполнять операции сварки и гравировки — нанесения на металл не удаляемых надписей.
  • Плазменная. Режет металл факелом высокоионизированного газа — плазмы. Применяется для раскроя листов из твердых и специальных сплавов.

  
  

  В условиях промышленного производства и средних или крупных серий на первый план выходит такое понятие, как коэффициент использования металла. Он повышается как за счет более плотной раскладки деталей по площади, так и за счет прогрессивных технологий резки, дающих меньше отходов

  Химическая обработка металлов для повышения защитных свойств материала

  Химическая обработка металла — это воздействие на него специальными веществами с целью вызвать управляемую химическую реакцию.

  Выполняются как подготовительные операции для очистки поверхности перед сваркой или покраской, так и как финишные отделочные операции для улучшения внешнего вида изделия и защиты его от коррозии.

  
  

  С помощью электрохимической обработки гальваническим методом наносят защитные покрытия.

  Термические виды обработки металлов

  Термическая обработка металлов применяется для улучшения их физико-механических свойств. К ней относя такие операции, как:

  • отжиг;
  • закалка;
  • отпуск;
  • старение;
  • нормализация.

  
  

  Термическая обработка стали

  Термическая обработка заключается в нагревании детали до определенной температуры и ее последующем охлаждении по специальной программе.

  Отжиг

  Заготовку нагревают до температуры пластичности и медленно охлаждают прямо в печи.

  Отжиг снижает твердость стали, но существенно повышает пластичность и ковкость.

  
  

  Применяется перед штамповкой или раскаткой. Во время отжига снимаются внутренние напряжения, возникшие при отливке или механической обработке.

  Закалка

  При закалке заготовку прогревают до температуры пластичности и держат в таком состоянии в течение определенного времени, за которое стабилизируются внутренние структуры металла. Далее изделие быстро охлаждают в большом количестве воды или масла. Закалка существенно повышает твердость материала и снижает его ударную вязкость, повышая, таким образом, и хрупкость. Применяют для элементов конструкций, подверженных большим статическим и малым динамическим нагрузкам.

  Отпуск

  Проводится после закалки. Образец нагревают до температуры, несколько меньшей температуры закалки, и охлаждают медленно. Это позволяет компенсировать излишнюю хрупкость, появившуюся после закалки. Применяется в инструментальном производстве

  Старение

  Искусственное старение заключается в стимуляции фазовых превращений в массе металла. Его проводят при умеренном нагреве для придания материалу свойств, возникающих при естественном старении за долгое время.

  Нормализация

  Нормализация проводится для повышения ковкости без заметного снижения твердости за счет приобретения сталью мелкозернистой структуры.

  Ее применяют перед закалкой и для повышения обрабатываемости резанием. Проводят так же, как и отжиг, но остывает заготовка на открытом воздухе.

  Технология обработки металлов

  
  

  Технология обработки металла позволяет создавать изделия различной формы и размера. Металлические детали используются повсеместно – в промышленности и быту. Самыми древними способами обработки, которыми пользуются и в наши дни, являются литье и ковка. Также применяют механические, термические, художественные и электрические технологии.

  Соблюдение всех технологических этапов и правильное выполнение операций позволяет получить качественные изделия. Подробнее о технологиях обработки металла читайте в нашем материале.

  Литье как древняя технология обработки металлов

  Литьем называют изготовление изделий при помощи заливки форм горячим металлом. Когда расплав затвердевает, он полностью повторяет внутренние очертания формы. Благодаря современным технологиям обработки металлов удается создавать более сложные отливки, оставляя минимальные припуски на завершающую механическую обработку.

  Существуют такие методы литья:

  • В песчаные формы. Данная технология является наиболее популярной, так как предполагает минимальные затраты. С ее помощью делают грубые заготовки, отверстия и полости в которых формируют, помещая в форму подходящие стержни.
  • В кокиль. Так называют разборную, обычно металлическую форму, из которой изделие извлекают после застывания металла. Этот подход дает возможность изготавливать качественные полуфабрикаты.
  • Под давлением в пресс-формах. Данная технология обработки используется для цветных металлов, также к ней прибегают при работе с некоторыми марками стали.
  • По выплавляемым моделям. Благодаря этому подходу можно создавать изделия сложной формы. Из стеарина или иного материала делают модель детали предельной точности, наносят на нее суспензию, чтобы сформировать оболочку. В высушенную и прокаленную оболочковую форму заливают жидкий металл. Далее его охлаждают на воздухе либо в термостате.

  Технологии обработки металлов давлением (ОМД)

  ОМД позволяет решать ряд важных задач: изготавливать заготовки и изделия необходимых параметров, улучшать микроструктуру металла и физико-механические показатели отливок, снижать усадочную пористость заготовок.

  
  

  Специалисты выделяют такие ключевые направления ОМД:

  • холодные процессы – протекают при температурах, не достигающих порога рекристаллизации;
  • горячая ОМД – осуществляется в температурных условиях, превышающих температуру рекристаллизации.

  VT-metall предлагает услуги:

  Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

  Сегодня на предприятиях используются такие технологии механической обработки металлов давлением:

  • Горячая прокатка. Применяется при изготовлении листового, трубного, сортового, фасонного проката. Горячекатаные изделия могут подвергаться холодному деформированию для получения более сложных продуктов.
  • Холодная прокатка. Призвана повысить точность размеров, улучшить качество поверхности и прочие свойства изделий, созданных при помощи метода горячей прокатки.
  • Холодное и горячее волочение. Предполагает получение длинномерного проката нужного сечения при помощи протягивания металла через отверстие соответствующей формы. Заготовки всегда подбираются таким образом, чтобы площадь их сечения была меньше площади отверстия. По этому принципу изготавливают различные прутки, фасонный прокат малого сечения, тонкостенные трубы, имеющие небольшой диаметр.
  • Горячая и холодная штамповка. Данная технология обработки металлов давлением используется людьми много веков – при помощи холодного метода изготавливали металлическую посуду, так как процесс был простым и дешевым.

  Специалисты выделяют листовую и объемную штамповку. Результатом объемной является пространственное изменение заготовки: из простой формы, например, шара, цилиндра, параллелепипеда, куба, получают сложное изделие. Листовая штамповка имеет большую сферу применения, позволяя изготавливать все: от небольших деталей до корпусов автомобилей и другого транспорта.

  • Ковка. Может быть ручной или механизированной, но в любом случае предполагает нагрев заготовки. Стоит отметить, что ручной метод теперь используется только при художественной металлообработке.
  • Холодное и горячее прессование (экструдирование). Речь идет о современной технологии обработки металлов, благодаря которой изготавливают длинномерные профильные изделия. Для этого заготовки выдавливают через один и более каналов. Холодным способом могут обрабатываться, например, алюминий и медь, то есть мягкие цветные металлы, а также сплавы на их основе. Горячий метод позволяет работать со сталью.
  • Комбинированная обработка. Чтобы добиться определенного эффекта, сочетают разные подходы к обработке металла давлением либо дополняют их иными методами.

  Технологии обработки металлов резанием

  Технология обработки металла резанием включает в себя целый набор процессов, благодаря которым с будущей детали срезаются слои и превращаются в стружку. Либо происходит разделение заготовки на необходимые части.

  Существует черновая, получистовая и чистовая разновидность обработки. В качестве заготовок могут использоваться отливки, различный прокат, детали, изготовленные методом штамповки, ковки, прессования.

  
  

  Обработка резанием включает в себя такие основные подходы:

  • Токарная обработка (точение). Позволяет изготавливать на токарных станках с помощью резцов фасонные детали, а также изделия конической, цилиндрической формы.
  • Сверление. Направлено на получение сквозных или глухих отверстий нужного диаметра и глубины. Может сочетаться с растачиванием, развертыванием, рассверливанием, зенкерованием. Осуществляется при помощи токарных и различных типов сверлильных станков.
  • Фрезерование. Производится на фрезерных станках дисковыми, цилиндрическими, торцевыми, концевыми, угловыми фрезами.
  • Шлифование. Является чистовой операцией, позволяющей снизить шероховатость поверхности до показателей, установленных чертежами. Такого эффекта достигают на шлифовальных станках с использованием абразивных кругов, лент, хонинговальных головок.
  • Операции по разделению заготовок на части – резка и рубка. Данные способы требуют использования ручного или механизированного инструмента, термического воздействия. На производствах в рамках этой технологии обработки металла прокат режут ножницами-гильотинами, пресс-ножницами, механическими и гидропрессами, угловысечными станками.

  Скоростные методы резания доступны благодаря металлообрабатывающим станкам с ЧПУ – они работают в автоматическом режиме, опираясь на заранее внесенную программу.

  Термическая обработка металлов

  Термическая обработка металлов и сплавов предполагает нагрев до установленной температуры с последующей выдержкой и охлаждением. При этом остывать изделие может с разной скоростью и в различных средах. Таким образом удается задать микроструктуру и физико-механические свойства, позволяющие выполнять определенные технические задачи.

  
  

  Основные технологии термической обработки металлов:

  • Отжиги II рода. При отжиге I рода заготовки из стали нагревают до температуры, не способной привести к фазовым превращениям материала. К этому методу относятся процессы гомогенизации, рекристаллизации, снятия остаточных напряжений и снижения твердости. Фазовые превращения происходят со сталью при отжиге II рода, позволяя снизить ее прочность и твердость, добиться более высоких показателей пластичности, ударной вязкости, что важно для дальнейших механических операций.
  • Закалка. Данная технология обработки используется для металлов и сплавов, которые претерпевают фазовые превращения при нагреве до высокой температуры и охлаждении в воде или масле. Процедура обязательно проводится вместе с отпуском – так снижаются хрупкость и напряжения, свойственные сталям после закалки. После использования двух указанных методов повышается прочность, твердость, стойкость заготовки к износу.
  • Термомеханическая обработка (ТМО). Предполагает применение пластической деформации вместе с термообработкой: горячая пластическая деформация комбинируется с закалкой, холодная совмещается с процедурой старения, позволяя сообщать необходимые свойства сталям, сплавам на основе алюминия, магния.

  Сварка металлов и сплавов

  Под сваркой понимают плавление кромок деталей посредством высокой температуры и их неразъемное соединение.

  
  

  Выделяют следующие основные технологии обработки металла сваркой:

  • Электрическая. Используется чаще других способов и предполагает контактную сварку либо работу с покрытыми плавящимися электродами, неплавящимися электродами в защитной газовой среде или применение сварочной проволоки. Электросварка может быть точечная и роликовая, при которой токопроводящий ролик формирует между заготовками сплошной шов.
  • Газовая. При данном подходе применяется кислород в качестве окислителя и горючий газ. Например, ацетилен или его более доступный по цене вариант – МАФ (то есть метилацетилен-алленовая фракция) либо природный газ, пропанбутановая смесь, водород, пр.
  • Химическая. Кромки нагреваются благодаря теплу от химической реакции. Данная технология обработки металла позволяет сваривать изделия в труднодоступных местах и под водой.

  Электрические методы обработки металлов

  Механическая обработка является практически невозможной в случае с хрупкими, прочными и непластичными металлами и сплавами – в такой ситуации выручают электрические методы.

  
  

  Новейшие технологии обработки металлов позволяют изготавливать максимально точные изделия сложных форм, соответствующие чертежам. Такие подходы получили распространение в машиностроении, производстве бытовых приборов, электроники.

  На крупных предприятиях применяются специальные станки для изготовления деталей по таким технологиям обработки металлов:

  Технология электроэрозионной обработки

  Благодаря данному подходу удается получить сложные фигурные пазы, отверстия, делать гравировку, производить штампы, кокили, пресс-формы и прочие элементы, необходимые для металлообработки.

  На поверхность заготовки воздействуют электроэрозией, в процессе которой разряд тока разрушает поверхности электродов.

  Электроискровые и электроимпульсные станки позволяют осуществлять операции, где роль основного инструмента играет электрод. Ему изначально придают форму, совпадающую с будущей конфигурацией изделия. Далее заготовка помещается в ванну с жидкостью, не проводящей ток. Инструмент выполняет функцию катода, а деталь является анодом – их подключают к источнику тока и сближают.

  Когда искровой промежуток сокращается до предельных показателей, между анодом и катодом возникает разряд, а обрабатываемая поверхность моментально разогревается до +10 000 °C. Материал локализировано плавится, испаряется, с его поверхности происходит выброс микрочастиц, напоминающий микровзрыв. Частицы застывают в жидкости и опускаются на дно ванны.

  Подобные технологии обработки металлов особенно ценятся за экономичность, так как предполагают практически безотходное и энергосберегающее производство.

  Технология электрохимической обработки

  В основе подхода лежит использование электролита, то есть проводящий электричество жидкости. В нее помещают заготовку и под воздействием электролита верхние слои металла растворяются. Таким образом можно полировать детали, затачивать режущий инструмент, удалять ржавчину и окислы, наносить гравировку на металлические покрытия. Процедура упрощает профилирование заготовок, производство изделий крайне малой толщины.

  Если необходимо изменить размеры деталей, электрохимический метод дополняют режущими механизмами – они удаляют верхнюю растворенную пленку металла.

  Технология анодно-механической обработки

  Данная технология обработки металлов сочетает в себе первые два описанных подхода. Функцию анода выполняет заготовка, тогда как катодом является вращающийся инструмент. Оба элемента находятся в электролите, где пропускается постоянный ток.

  Заготовка плавится, покрываясь пленкой, не способной проводить электричество. Вращающийся инструмент точечно удаляет данную пленку, вызывая местное оплавление деталей, так как в очищенных зонах проходит ток с большой плотностью. Ненужные оплавления убирает механически вращающийся инструмент.

  Метод наиболее эффективен при работе с металлами и сплавами, имеющими высокую твердость и вязкость.

  Современные производства активно применяют электрические способы, поскольку некоторые виды металлов не поддаются другой обработке из-за своей прочности и твердости.

  Химическая обработка металлов

  Химические составы позволяют удалять ржавчину и грязь с поверхностей металлических изделий, повышать их стойкость к коррозии. А гальваническая технология обработки металлов необходима для нанесения защитного покрытия на заготовки.

  
  

  Выделяют следующие способы использования химических веществ в работе с металлами:

  • Цементация, при которой материал насыщается углеродом.
  • Борирование, или обогащение бором, что позволяет добиться большей стойкости к износу.
  • Хромирование предполагает повышение устойчивости к коррозийным процессам при сохранении изначальной прочности, так как дополнительным элементом насыщают исключительно верхние слои металла.
  • Азотирование позволяет увеличить устойчивость металла к механическому воздействию и влиянию влажной среды.

  Кроме того, в рамках данной технологии обработки на металлы может наноситься защитный слой алюминия.

  Технологии художественной обработки металлов

  Металлообработка позволяет менять форму, размеры и свойства деталей, а также придавать им декоративный внешний вид. Мастера изготавливают отдельные изделия либо оформляют готовые конструкции.

  Чаще всего для художественных целей прибегают к следующим технологиям обработки металлов:

  Вне зависимости от конкретного способа в первую очередь изделия разогревают, поскольку от степени пластичности зависит сложность дальнейшей работы.

  Рекомендуем статьи

  Металл относится к твердым материалам, обработка которых невозможна без специального оборудования и использования повышенной температуры. При помощи доступных сегодня методов удается изменять размеры, форму, технические характеристики заготовок, а также украшать изделия, добиваясь более эстетичного внешнего вида.

  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.

  Виды обработки металлов

  
  

  Почти три тысячелетия люди производят из металлов и сплавов различные изделия: предметы быта и рабочие инструменты, механизмы, оружие и пр. Но чтобы получить готовую деталь, предварительно заготовка должна пройти обработку.

  Так называются технологические процессы, вследствие которых изменяются размер, форма и другие характеристики заготовок. Существуют различные виды обработки металлов.

  Какой нужно использовать, выбирают в зависимости от типа материала и результата, который требуется получить. Это может быть один из механических или термических способов, сварка или литье. Какие бывают виды обработки металлов, в чем разница между ними, читайте в нашей статье.

  Основные виды обработки металлов

  Металлообработка представляет собой технологические процессы, позволяющие изменить размеры, форму и остальные характеристики заготовок. Основными видами обработки металлов являются литье, механообработка, то есть использование резания и давления, сварка, а также термическая, электрическая, художественная обработка.

  Каждый материал имеет свои физические и химические характеристики, поэтому требует применения особого подхода. При выборе метода учитывают такие показатели:

  • температуру плавления и закалки, если планируется термообработка;
  • твердость и прочность при применении резания, точения.

  Стоит пояснить, что твердость и прочность влияют на выполнение конкретной задачи, например, на шлифовку, формирование фигурной поверхности, штамповку, распиловку, то есть отделение одного фрагмента, пр.

  В зависимости от запланированного результата выбирают технологию и определенный набор оборудования. Чаще всего используются такие виды обработки металлов:

  Виды механической обработки металлов

  Механическая металлообработка отличается от других подходов тем, что не изменяет химическую структуру металла или сплава, влияя только на размеры и конфигурацию изделия. В процессе работы заготовки подгоняются под заданные чертежом параметры при помощи режущего инструмента, сварки.

  
  

  Готовые детали полностью соответствуют чертежу, имеют идеальную форму, точные габариты и ровную поверхность.

  Механическое воздействие может оказываться различным металлорежущим оборудованием. С учетом используемого инструмента выделяют два вида механической обработки металлов:

  Резание

  Данный подход позволяет сформировать новую поверхность металла с помощью деформирования и удаления, срезания поверхностного слоя заготовки. В процессе работы неизбежно образуется стружка из верхнего слоя металла, то есть избыточный материал – его обозначают как припуск.

  Чтобы снизить трудоемкость и затраты на обработку, его делают минимальным. Однако его размеры не должны негативно отражаться на качестве и ключевых характеристиках изделия.

  Принято говорить о нескольких видах обработки металлов резанием в соответствии с применяемым инструментом:

  • Точение, при котором будущее изделие закрепляется во вращающейся оснастке. Далее резцом удаляют лишний слой металла, чтобы добиться заданных характеристик. Благодаря данному методу изготавливаются детали, имеющие форму тела вращения.
  • Сверление позволяет формировать в материале отверстия круглой формы. Для этого деталь жестко фиксируется, к ней медленно подают инструмент в продольном направлении. А вращающееся вокруг своей оси сверло погружается в деталь.

  
  

  • Фрезерование, в отличие от сверления, предполагает использование инструмента, где режущим является не только острие, но и боковые поверхности. Вращающаяся фреза может перемещаться в вертикальном направлении, а также в стороны и вперед/назад. Данный вид обработки металлов дает возможность изготавливать изделия практически любой формы.
  • Строгание позволяет формировать продольные пазы и предполагает, что резец движется назад и вперед относительно неподвижной заготовки. При каждом проходе он удаляет продольную полосу металла. Стоит оговориться, что существуют станки, в которых двигается деталь, а резец остается статичен.
  • Шлифование предполагает использование абразивного материала, который вращается либо совершает продольные возвратно-поступательные движения. Он удаляет тонкие слои металла с поверхности будущего изделия. Метод задействуется при финальной обработке поверхностей, подготовке перед нанесением покрытий.

  Также на предприятиях применяется немало вспомогательных видов обработки металлов резанием. Они подбираются в соответствии с внешними показателями детали, позволяют работать с наружной и внутренней цилиндрической поверхностью либо плоскостями.

  Пластическая деформация и электрофизическая обработка

  К пластической деформации относят ковку, прессование, штамповку, накатку и другие способы. К ним прибегают, когда необходимо изменить форму, конфигурацию, габариты и физико-механические характеристики заготовки.

  Для этого на производствах используется большой набор инструментов, призванных повысить эффективность обработки металла.

  
  

  Чаще всего при данном виде обработки металлов специалисты работают с таким оборудованием:

  • токарные станки;
  • сверлильно-расточные аппараты;
  • шлифовальные машины;
  • фрезерные станки;
  • протяжные станки;
  • прессы.

  После стотонного прессования или ковки на металл наносят различные покрытия посредством электрохимического метода. Таким образом изделия удается латунировать, никелировать, лудить и осуществлять другие операции.

  Обработка металлов давлением

  Люди начали активно использовать один из видов обработки металла давлением еще несколько тысячелетий назад. Современные методы сильно отличаются от тех, что применялись ранее, но суть остается неизменной: воздействие физической силы или давления позволяет придать заготовке необходимую форму и размер.

  
  

  Существует семь методов обработки давлением, причем для каждого из них предназначено специальное оборудование:

  • Горячая прокатка используется при изготовлении листового, трубного, сортового, фасонного проката. Также горячекатаные заготовки могут в дальнейшем подвергаться холодному деформированию различными способами.
  • Холодная прокатка позволяет повысить показатели горячекатаных изделий, например, добиться более точных размеров, улучшить качество поверхности.

  Холодное и горячее волочение предполагает протягивание заготовки через отверстие нужной формы – таким образом задают необходимое поперечное сечение длинномерного проката.

  Для данного вида обработки металлов важно, чтобы площадь сечения отверстия была меньше аналогичного показателя заготовки. Этим методом изготавливают круглые, квадратные, многоугольные прутки, фасонный прокат с малым сечением, тонкостенные трубы, имеющие небольшой диаметр.

  Горячая и холодная штамповка используется людьми уже много веков. Долгое время холодная штамповка оставалась главным способом создания металлической посуды, так как метод не отличался сложностью и большими затратами.

  Штамповка может быть листовой и объемной. Первая позволяет изготавливать изделия разных размеров: от небольших деталей до корпусов транспорта. Во втором случае обеспечивается пространственное изменение формы объемной заготовки. Так, из простой формы, например, шара, цилиндра, параллелепипеда, куба, получают более сложные изделия.

  Холодное и горячее прессование или экструдирование позволяет получать длинномерные профильные изделия и предполагает выдавливание заготовок через один или несколько каналов.

  При этом виде обработки мягких цветных металлов, например, алюминия и меди, а также сплавов на их основе, удается отказаться от дополнительного нагрева. Работа со сталью предполагает горячее прессование.

  Обработка металлов сваркой

  Данный вид обработки предполагает нагрев металла до температуры пластичности или до плавления кромок. После чего детали соединяют в неразъемную конструкцию.

  
  

  Специалисты выделяют три вида обработки металла сваркой:

  • Химический, при котором повышение температуры достигается при помощи химической реакции. Этот способ становится единственным выходом, если не удается использовать электрооборудование, газовый баллон.
  • Газовый предполагает нагревание металла газовой горелкой перед сваркой или резкой.
  • Электросварка используется чаще других методов, позволяет нагревать и плавить металл для дальнейшего соединения.

  Существуют следующие разновидности электросварки:

  • Дуговая. В ее основе лежит применение тепла электрической дуги, а все работы осуществляются сварочным оборудованием и электродами в среде инертных газов.
  • Контактная. Требует нагревания сильным электрическим током и может быть точечная или роликовая. В первом случае элементы соединяют в отдельных точках, тогда как во втором формируют сплошной шов по всей поверхности стыка.

  Этот вид обработки металлов позволяет соединять элементы трубопроводов, строительных конструкций, изготавливать кузова для автомобилей. Немаловажно, что сварка может без проблем комбинироваться с другими способами металлообработки.

  Токарная обработка металлов

  В данном случае с металлической заготовки срезается тонкий слой металла до придания ей необходимой формы и шероховатости. Работа проводится на токарном оборудовании с использованием набора режущих инструментов.

  Токарная обработка близка к расклиниванию приповерхностного слоя металла острой кромкой рабочего инструмента. Благодаря механическому усилию кромка врезается в заготовку, снимает тонкий слой материала, то есть припуск, который превращается в стружку.

  Высокое качество при этом виде обработки металлов достигается благодаря непрерывности и высокой скорости резки. Нужно учитывать, что скорость подбирается для каждого случая индивидуально.

  Токарное оборудование позволяет изготавливать детали типа тел вращения, а именно:

  • втулки;
  • шкивы;
  • валы;
  • кольца;
  • зубчатые колеса;
  • гайки;
  • муфты;
  • прочее.

  Обработка металлов литьем

  Много веков назад люди научились создавать различные предметы, нагревая металл до жидкого состояния и разливая в литейные формы. Далее материал остывал и затвердевал – в результате получалась отливка, дублирующая заливочную форму.

  
  

  Постепенно данный вид обработки металлов менялся. Сегодня существует несколько способов литья, в том числе с дополнительным применением давления. Благодаря самым современным подходам изготавливают даже маленькие отливки с предельной точностью сохранения всех параметров.

  
  

  Различают три вида термической обработки металла:

  Термообработка металла

  Речь идет о нескольких способах воздействия, связанных с температурным режимом и позволяющих корректировать физические и механические свойства материала:

  Закалка металла

  Заготовку нагревают до достижения пластичного состояния, некоторое время выдерживают, чтобы стабилизировались молекулярные структуры, и быстро охлаждают. Для этого изделие погружают в воду либо масло.

  Получившийся материал значительно превосходит обычный по твердости и хрупкости. Он применяется для изготовления конструкций, подвергающихся минимальным динамическим и сильным статическим нагрузкам.

  Отжиг металла

  В данном случае также происходит нагрев до пластичности. Разница в том, что процесс остужения проходит прямо в печи, поэтому достигается обратный закалке эффект. Металл теряет свою твердость, снимается внутреннее напряжение, он становится более пластичным, что позволяет использовать его для ковки, раскатки, штамповки.

  Старение металла

  Такой вид обработки используется преимущественно с декоративными целями и предполагает фазовые превращения материала. Иными словами, он в ускоренном темпе претерпевает все стадии естественного старения.

  Отпуск металла

  Является следующим этапом после закаливания, который призван снизить хрупкость материала, появившуюся на предыдущей стадии обработки. Деталь нагревается до высокой температуры, но не достигающей показателей, используемых во время закалки, далее ее постепенно охлаждают.

  Данная операция выполняется при изготовлении инструментов.

  Нормализация металла

  Подобная обработка позволяет сформировать структуру с мелким зерном, благодаря чему возрастает ковкость, но сохраняется необходимая твердость. Нормализация нередко предшествует закаливанию и резке. Сам процесс близок к отжигу с той лишь разницей, что заготовка остывает на воздухе, а не в печи.

  Большинство видов термической обработки металлов предполагает нагревание и последующее охлаждение. Разница состоит только в нюансах.

  • Химико-термическая обработка позволяет обогатить поверхность металла дополнительными компонентами, например, углеродом. Способ связан с использованием максимальных температур нагрева и значительных периодов выдержки – таким образом сплав получается однородным.
  • Термомеханическая обработка обеспечивает металлу лучшие механические характеристики, чем те, что достижимы при классической термообработке.

  Электрическая обработка металлов

  В данном случае используется воздействие электрическим током.

  
  

  Какие виды обработки металлов относятся к данной группе? Это:

  • Электроискровый. Предполагает воздействие искусственным разрядом, что приводит к точечному повышению температуры заготовки до +8 000…+10 000 °C.
  • Электрохимический. Необходим для формирования блестящей поверхности изделия.

  Указанные способы могут применяться при работе даже с наиболее твердыми разновидностями сплавов.

  К помощи химии прибегают, если нужно подготовить металлические поверхности к другим операциям или добиться более высоких эстетических показателей.

  
  

  При этом виде обработки на металл воздействуют специальными веществами, повышающими его стойкость к появлению ржавчины, улучшающими внешний вид. Также химические составы позволяют очистить поверхность перед окрашиванием или сваркой.

  На данный момент очень распространен гальванический метод электрохимической обработки, который необходим для формирования надежных защитных покрытий на поверхности изделий.

  Это не все используемые в промышленности виды обработки металлов. Помимо перечисленных выше подходов, применяют резание и ультразвуковую обработку.

  Определенный метод выбирают, исходя из целого ряда факторов, в том числе опираются на характеристики, которые планируется придать заготовке, а также ее размеры и конечное изделие.

  Читайте также:

    
  • Рак мужчина год металлической лошади
    
  • Крепление металлических конструкций болтами
    
  • Практическая работа 7 по химии решение экспериментальных задач по теме металлы 9 класс рудзитис
    
  • Кривошипные прессы для металла
    
  • Норматив образования отхода лома черных металлов