Металлообработка – это комплекс работ технологического характера, который позволяет изменять размеры, конфигурационные параметры, а также, качественные характеристики специальных заготовок из сплавов или металлов. Существуют различные способы механической обработки металлов, имеющие ряд существенных различий, в зависимости от применяемых инструментов и общей методики выполнения работы. Так, одни подразумевают применение специальных станков и инструментов, а другие невозможны без особого температурного воздействия на заготовку и др. К основным вариантам механической обработки обычно относят:
- резание;
- токарные операции;
- воздействие давлением;
- термическую обработку.
Механическая обработка металла резанием
Процесс подразумевает использование станков и режущего инструментария, которые необходимы для снятия слоя металла с заготовки и придания ей необходимых параметров или формы. Удаляемый слой материала при последовательном деформировании и разрушении превращается в металлическую стружку или пыль.
Учитывая широкое разнообразие деталей, которые различны между собой по целому ряду характеристик, понятно, что для обработки металла резанием используются различные методики выполнения операций и станки. Каждая деталь предполагает соблюдение своей технологии. Так, создание изделий может выполнять при помощи:
- сверления;
- строгания;
- фрезерования;
- точения;
- шлифовки;
- долбления;
- лазерной резки;
- плазменной резки.
Как правило, использующиеся в работе станки носят название применяемой методики (фрезеровальные, долбежные, точильные и др.). На данное оборудование устанавливаются различные инструменты, которые и выполняют саму процедуру. Их прочность и твердость должна значительно превосходить соответствующие характеристики обрабатываемого металла, а режущие края должны быть максимально острыми.
В процессе обработки резанием образуются отходы, что считается не слишком положительным фактом с экономической точки зрения. Однако, отказаться от данного способа работы с металлическими заготовками не представляется возможным. Да и его низкая энергозатратность, универсальность, широкий выбор применяемого оборудования с высокой точностью получаемых изделий полностью перекрывают этот недостаток.
Отдельно стоит отметить, что при данном способе обработки заготовок полностью отсутствует воздействие на структуру материала, что в отдельных случаях может оказаться решающим фактором. Проводимая операция может выполняться при помощи одного рабочего станка или при их комбинации, что зависит от конструктивных особенностей создаваемого изделия.
Механическая токарная обработка металла
Такой тип обработки представляет собой распространенную технологию изготовления различных металлических изделий и деталей. Процесс выполняется при помощи специальных станков, которые позволяют снимать слои материала различных параметров и толщины.
Основное отличие от предыдущей методики заключается в процессе работы с заготовкой. В токарном станке она неподвижно закрепляется в патроне и уже с его помощью получает вращательный момент. Обработка выполняется при помощи сверла, резца, развертки и прочих инструментов, которые закрепляются в суппорте и совершают поступательные движения с высокой точностью. Так, главная особенность токарных операций состоит во вращательных движениях обрабатываемой заготовки, а станки для резания, напротив, оснащаются только вращающимися инструментами.
Токарное оборудование позволяет выполнять целый перечень операций:
- вытачивать любые цилиндрические детали;
- нарезать резьбу различного типа;
- сверлить отверстия и растачивать их, выполнять зенкерование или развертывание;
- отрезать части заготовок;
- вытачивать канавки определенной конфигурации;
- обрабатывать уступы и торцы и пр.
Станки с системами ЧПУ (числового программного управления) обеспечили существенный толчок развитию механической токарной обработке металла. Это позволило значительно повысить качество создаваемых деталей при снижении их себестоимости, а также, точность и чистоту работ с материалами. Методика обработки позволяет получить изделия из большинства металлов – титана, стали, бронзы, меди и многих других. Зачастую, выполняются инструментальные работы с легированной и углеродной сталью, включая металлокерамические сплавы.
Механическая обработка металла давлением
Данная методика опирается на свойство различных металлов под давлением внешней нагрузки менять свою форму без разрушения. Процесс вносит изменения в структурную основу материала и повышает его механические свойства. Именно поэтому, большая часть тяжелонагруженных деталей в различных конструкциях производиться с помощью обработки металла давлением.
Суть обработки посредством давления заключена в том факте, что при взаимодействии со сторонними факторами атомы могут принимать иное положение в кристаллической форме решетки. Пластическая деформация позволяет получить из металлической заготовки изделие, соответствующее определенным параметрам и конфигурации.
Работы могут проводиться холодным или горячим способом. Для первого необходим температурный показатель ниже, чем у рекристаллизации. Для горячей обработки необходимо, температура заготовки превышала рекристализиционный показатель. Какая методика будет более оптимальной, зависит от самого материала и его пластичных свойств. Каждый металл имеет установленные критерии нагрева, которые зависят от его физико-химических характеристик.
Обработка давлением подразумевает использование следующих технологий:
- прокатку;
- ковку;
- прессование;
- волочение;
- объемную и листовую штамповку;
- комбинированный способ.
Подбирая походящий способ металлообработки, специалист учитывает химические/физические свойства заготовки, преследуемые цели эксплуатации изделия, дополнительные этапы воздействия (пробивка током или покрытие краской и пр.).
К существенным преимуществам данной методики можно отнести:
- значительное сокращение металлических отходов (по сравнению с предыдущими способами обработки);
- увеличение производительности (однократное приложение усилия позволит значительно изменить параметры и форму заготовки);
- широкий перечень доступных технологических процессов позволяет значительно асширить номенклатуру производимых деталей и др.
Термическая механическая обработка металлов и сплавов
Данная методика представляет собой сочетание пластической деформации металлических заготовок в совокупности с их термической обработкой. Термическая обработка позволяет достичь высокого и качественного комплекса свойств механического характера различных металлов и сплавов.
Термообработка позволяет достичь следующих результатов:
- придание детали необходимого уровня твердости в отдельных узлах или по всей поверхности материала;
- получение оптимальной микроструктуры металлов или сплавов;
- изменение химического состава в микроструктурных частицах сплавов.
Также, методика позволяет достичь максимальной однородности материала, что станет преимуществом для последующей обработки механизмов или узлов.
К основным способам термической обработки относятся:
- Отжиг. Он представляет собой нагрев металла до определенного температурного показателя, выдерживание установленного временного промежутка и медленное охлаждение до обычной температуры;
- Закалка. Методика включает нагрев заготовки до критического температурного показателя, а затем ее резкое и принудительное охлаждение. Для снижения температуры может применяется полимерная жидкая закалочная среда, водяной туман или сжатый воздух. Так материал получает высокую прочность, снижение показателей эластичности и вязкости;
- Отпуск. Данный способ, также, за счет воздействия высоких температурных режимов позволяет увеличивает твердость материала, чему способствует разрушение отдельных остаточных веществ.
Компания «ПрофСтальСтрой» осуществляет операции механической обработки металла квалифицированными работниками на высокоточных станках. Выполним работы качественно и в оговоренные сроки.