Чем необходимо руководствоваться при выборе способа обработки металла
Какие технологии применяются при обработке металла
Человек издавна работает с разными видами металлов. Чаще всего, это прочные материалы, которые требуют специального подхода при изменении формы и размера. Обработка металла проводится на разных станках и с применением различных методик.
Обработка металла
Основные способы обработки
Основы металлообработки необходимо знать любому начинающему мастеру и литейщику. Зная, как себя ведут те или иные металлы при разных способах обработки, можно избежать ошибок при проведении технологического процесса.
Современная металлообработка включает в себя несколько основных направлений обработки:
Технология металлообработки развивается и улучшается с каждым годом. Появляется новое оборудование и варианты работы с металлами.
От чего зависит тип обработки
Виды металлообработки подразумевают под собой разные способы работы с металлами. Каждый из методов выбирается в зависимости от твердости материала и других его характеристик. Также на это влияет то, что нужно сделать с заготовкой. Например, для изменения технических характеристик материала используется термическая обработка. Чтобы изменить форму заготовки, может применяться механический способ или оборудование нагнетающее давление.
Электрическая обработка
Технология металлообработки с использованием электрических зарядов подразумевает под собой обработку материала с помощью специального оборудования. Они частично разрушают металлические заготовки.
Чтобы частицы металла не разлетались, в пространство, остающееся между электродом и обрабатываемой поверхностью, заливают специальное масло. Оно улавливает металлические частицы.
Механическая обработка
Существуют различные виды механической обработки металлов. Это самая большая группа способов обработки материала, в которых используются специальные инструменты и оборудование. Механическое усилие позволяет снимать с заготовки слой металла.
Механическая обработка
Сверление и точение
Сверление — это обработка металлов с помощью специального оборудования. Технология сверления делится на несколько этапов:
При выборе оснастки требуется учитывать характеристики обрабатываемого материала. Сверла выдерживают разные нагрузки.
Ещё одни распространённым видом механической обработки металла является точение. С помощью этого технологического процесса создаются детали цилиндрической и конусовидной формы. Метод сверления:
Классический принцип работы с методом сверления используется при работе с токарными станками. С помощью такого оборудования можно делать внутреннюю и наружную резьбу, а также изменять форму заготовки. Для этого используются различные резцы. Чтобы не навредить своему здоровью, требуется использовать защитные очки.
Шлифование и фрезерование
Ещё одним популярным способом обработки металла является фрезерование. Он похож на сверление. С помощью фрезы можно изготавливать различные углубления в металлических поверхностях, создавать резьбу, обрабатывать торцы заготовок. При вращении шпинделя оснастка снимает слой металла.
Также в процессе обработки металла и дерева используются абразивные материалы. Круг с напылением фиксируется на подвижном валу, которые раскручивается с помощью электродвигателя. От выбора фракции абразива зависит тип обработки. Чтобы очистить поверхность от толстого слоя ржавчины или металла, требуется использовать абразивные круги с крупными частицами. Для финишной работы подходит мелкая фракция.
Шлифовальная обработка
Обработка давлением
Если механические виды обработки металлов не подходят и требуется сохранить целостность заготовки, мастера могут применять оборудование, работающее с давлением. Технологические процессы в этом случае разделяются на две группы:
Сейчас при ковке используются пневматические молоты и промышленные печи.
Химическая обработка
Чтобы понимать, как влияют химические вещества на заготовку, требуется знать, чем обработать металл. С помощью химикатов очищаются металлические поверхности от ржавчины и грязи. Также применяя гальванический процесс, позволяющий нанести защитное покрытие на заготовку. Химические вещества улучшает показатели устойчивости к коррозийным процессам. Существует несколько методов обработки материала химическими веществами:
Также материалы могут покрываться защитным слоем алюминия.
Термообработка
Технология обработки металлов с помощью увеличения температуры используется для улучшения характеристик материала. Помимо правильного нагрева, деталь требуется охладить с определённой скоростью. Термическая обработка разделяется на несколько операций.
Термообработка металла
Отжиг
Чтобы повысить показатели пластичности и ковкости, к заготовке применяется процесс отжига. Его суть заключается в том, чтобы разогреть материал до определённой температуры, а затем оставить его остужать в печи. Проводится этот процесс, чаще всего, после литья. Таким образом снимается внутреннее напряжение.
Закалка
В первую очередь материал разогревается до температуры плавления. Далее он выдерживается в таком состояние определённый промежуток времени. За это время изменяется структура материала. Она становится прочнее. После нагревания заготовку опускают в воду или масла для быстрого охлаждения. Обработка металла с помощью закалки осуществляется для того, чтобы повысить твердость материала. Однако при этом снижается его вязкость и увеличивается хрупкость.
Отпуск
Этот технологический процесс выполняется после закалки. При отпуске материал разогревается до определенной температуры, а затем медленно охлаждается. Хрупкость детали уменьшается.
Старение
Считается одним из способов декоративного оформления материала. Заготовка медленно разогревается до определённой температуры. После проведения этого технологического процесса, металл изменяется до такого визуального состояния, как будто он длительное время старел в естественных условиях.
Нормализация
Чтобы повысить ковкость материала без ущерба показателю твердости, выполняется нормализация заготовки. Во время этого процесса металл принимает мелкозернистую структуру.
Особенности художественной обработки
Основы металлообработки включают в себя не только изменение формы и размеров заготовки, но и их декоративную обработку. Мастер может создавать отдельные изделия, или украшать уже готовые металлические конструкции. Существует 4 процесса металлообработки, позволяющих изменить внешний вид детали:
Все виды декоративной работы с металлом подразумевают под собой изначальное разогревание заготовки. Чем выше пластичность, тем проще работать с деталями.
Сварочная технология считается новой в сравнении с остальными. Её активное развитие начинается со второй половины 20 века. С помощью сварочного аппарата можно разрезать металлические листы и соединять детали между собой.
Металл является твердым материалом, работая с которым нужно использовать специальное оборудования и разогревать заготовку. Обработка позволяет изменить размер и форму детали, а также улучшить её технические характеристики. С помощью методов декоративной работы с материалом можно украшать изделия, улучшая их внешний вид.
Обработка металла: виды, способы и основные методы шлифовки
Сталь, чугун, медь. алюминий — каждый материал нуждается вотдельном подходе. Встатье мырасскажем про основные виды обработки металлов исплавов.
Особенности металлообработки
При выборе способа работы сметаллическими конструкциями необходимо опираться нафизические ихимические свойство сталей, аименно:
Второй признак классификации проходит взависимости оттого, какая стоит цель перед специалистом. Задачи могут быть многочисленными — распиловка, тоесть отделение одного фрагмента отцелого, шлифовка, создание фигурной поверхности, штамповка ипр.
Основные способы иметоды обработки металлов исплавов
Взависимости отнамерений, могут применяться разнообразные технологии, использоваться тоили иное оборудование. Перечислим основные подходы кметаллообработке:
Теперь перейдем кописанию наиболее часто применяемых видов металлообработки.
Фрезерные работы
Фрезеровщики могут насвоей аппаратуре производить сразу несколько операций — инаружная обработка, придание формы, исоздание отверстий, полостей, поскольку фреза передвигается внескольких направлениях. Помимо этого, можно наносить фаски, делать резьбу, канавки. Многообразие процедур изадач настолько высоко, что фрезерный станок один изсамых востребованных. Его устанавливают как напроизводствах, так ивчастных мастерских. Отдельно стоит упомянуть оборудование, оснащенное ЧПУ, так как автоматизация позволяет делать высокоточные операции сдеталями фактически любой формы.
Зубонарезные работы
Это процесс обработки металла, входе которого создаются зубчатые колеса, атакже другие детали, имеющие зубья. Особенность заключается втом, что требуется сохранять напротяжении всего рабочего участка одинаковый шаг, атакже глубину резьбы. Есть специализированные зубофрезерные изубодолбежные инструменты, которые базируются накопировальным методом, тоесть впадины прорезываются обычным фрезерным способом сединичным делением. Накрупном оборудовании есть специальные червячные резцы, которые расположены так, что они при одном проходе позволяют создать кромки наодинаковом расстоянии. Затем все зубцы шлифуются специализированными дисками, которые отличаются наличием основного количество абразивных веществ наторцах.
Токарные работы
Обработка металла точением — это снятие верхнего слоя свращающейся стальной заготовки посредством различного режущего инструмента. Основные изделия, скоторыми можно работать натаком станке имеют цилиндрическую или конусообразную форму. Помимо срезания стружки, можно производить следующие процедуры:
Важный нюанс при произведении операции — это стружкоотведение. Оно бывает автоматическим настанках сЧПУ, ночаще производится вручную специалистом.
Что такое обработка металла сваркой
Сваривание металлических элементов водну конструкцию — это наиболее часто используемый наданный момент способ достижения прочного соединения. Онзаключается вточечном нагреве рабочей зоны споследующим расплавлением материала. Расплавленная сталь вступает вовзаимодействие, образуя при застывании крепкую связь. Есть два вида:
Впервом случае проводник покрыт специальным неплавким составом, который одновременно поддерживает сварную ванну испособствует правильному наложению шва без влияния кислорода. Вовтором случае присадка является дополнительным материалом, который при расплавлении скрепляет заготовки. Сварщик должен обладать опытом идостаточным объемом знаний, чтобы правильно выбрать электрод, силу тока, скорость движения.
Ручная дуговая сварка: что нужно для обработки металла
Дополнительные названия — MMA, РД, РДС. Метод придуман еще в19 веке, ноактивно используется донастоящего времени снебольшими модификациями. Между проводником иповерхностью стали образуется электродуга спомощью ударов или «чирканья» подетали. Вобразованной сварной ванне одновременно плавится изаготовка, иэлектрод. Способ используется вдомашних условиях. Затруднения возникают, когда нужно создать потолочное или вертикальное соединение. Специалисты втаких случаях советуют ускорять процесс работы, чтобы сила тяготения непомешала отличному результату.
Сварка под флюсом
При воздействии наобласть сваривания воздуха происходит окисление. Это естественный процесс, ноонмешает образованию прочного соединения. Вэлектродуговых аппаратах применяют электроды соспециальной обсыпкой. Помимо этого, активно применяется технология сподачей инертного газа. Новмаксимальное качество можно получить только при применении флюса. Это гранулированный порошок, который при нагревании плавится ислужит защитой для процессов, происходящих под образованной пленкой. Затем вещество остается ввиде шлака, который легко снимается сошва привычным способом, шлифовкой.
Электрическая обработка изделий изметалла
Основная технология выглядит так: научасток подается точечный разряд, который приводит коплавлению стали. Используемый электрод обычно сделан излатуни, апространство между ним иповерхностью заполняют маслом, которое имеет отличные проводящие способности. Активно применяется эта методика для работы сметаллическими тонкими листами, атакже для заточки инструментов. Подвидом электрообработки можно считать ультразвуковой метод. Волны свысокой частотой поаналогичному принципу разрушают молекулярные соединения, что приводит кобразованию отверстий. Высокая точность позволяет пользоваться технологией для изготовления ювелирных изделий.
Особенности художественной обработки металлических изделий
Сейчас популярностью пользуются:
Если спервыми двумя все понятно, топоследний метод более редкий. Это создание рисунка наповерхности путем оказания точечного давления налист. Применяются техники вкачестве декора, однако, кованые заборы, скамейки ипрочие вещи могут иметь ипрактическое значение. Современное искусство использует вцелях создания скульптур иразличных композиций все доступные виды металлообработки.
Способы механической обработки
Несмотря наразнообразие процессов, ихсуть одинаковая. Берется заготовка сприпуском, тоесть с«лишними» миллиметрами или сантиметрами. Затем нанее оказывается воздействие посредством более твердого иострого инструмента. Остальные нюансы зависят отподвида — наличие вращения, подача ипр.К ним относят:
После перечисленных способов неостается никакого припуска.
Основы металлообработки давлением: описание ивиды
При данных методах целостность стали ненарушается, номеняется форма. Вбольшинстве случаев необходимо термическое воздействие, чтобы уменьшить прочность итвердость детали. Популярные процедуры:
Как обрабатывают металлы спомощью резания
Это простая процедура, имеющая целью разъединения одной детали надве иболее. Для этого используются специальные лезвия изкрепкой инструментальной стали. Есть множество подвидов:
Химическое воздействие
Ряд химикатов может повысить прочностные, антикоррозийные характеристики заготовки. Восновном управляемые реакции необходимы или для снятия загрязнений перед другим видом металлообработки, или для нанесения дополнительного покрытия, например, цинкование.
Время итемпература
При данном способе важно поддерживать нужный температурный режим иопределенный временной промежуток, иначе, передержав или перегрев сталь при работе, можно столкнуться снеобратимыми деформациями.
Термообработка
Обработчик металла применяет ряд операций при повышенном термическом воздействии сцелью изменить физические ихимические качества продукции. Перечислим их.
Отжиг
Суть — повышение tдопредела пластичности ипостепенное остывание вместе спечью. Результат — увеличенная ковкость, снятие внутренних напряжений, сниженная прочность.
Закалка
Процесс — нагрев, продолжительное выжидание при высокой температуре, быстрое охлаждение вводе или масле. Итог — увеличивается прочность истойкость ксжатиям ирастяжением, нотакже повышается хрупкость.
Отпуск
Вторичное нагревание после закаливания, чтобы компенсировать полученное негативное воздействие.
Старение
Медленное ипродолжительное изменение температурного режима, которое приводит кестественным превращениям, происходящим при длительной эксплуатации металлической конструкции.
Нормализация
Процедура аналогична отжигу, ноостывание происходит наоткрытом воздухе. Меняется зернистость структуры, приводит кповышению ковкости. В статье мы рассказали про металлическую обработку, теперь посмотрим видео по теме:
Виды обработки металла
Сталь, чугун, медь, алюминий — каждый материал нуждается в отдельном подходе.
При выборе способа работы с металлическими конструкциями необходимо опираться на физические и химические свойства сталей, а именно:
Второй признак классификации происходит в зависимости от того, какая стоит цель перед специалистом. Задачи могут быть многочисленными — распиловка, то есть отделение одного фрагмента от целого, шлифовка, создание фигурной поверхности, штамповка и пр.
Основные способы и методы обработки металлов и сплавов
В зависимости от намерений, могут применяться разнообразные технологии, использоваться то или иное оборудование. Перечислим основные подходы к металлообработке:
Теперь перейдем к описанию наиболее часто применяемых видов металлообработки.
Фрезерные работы
Фрезеровщики могут на своей аппаратуре производить сразу несколько операций — и наружная обработка, придание формы, и создание отверстий, полостей, поскольку фреза передвигается в нескольких направлениях (рис. 1, 3, 4). Помимо этого, можно наносить фаски, делать резьбу, канавки.
Рисунок 1 — Фрезерование детали
Многообразие процедур и задач настолько высоко, что фрезерный станок один из самых востребованных. Его устанавливают как на производствах, так и в частных мастерских. Отдельно стоит упомянуть оборудование, оснащенное ЧПУ (рис. 5, 6), так как автоматизация позволяет делать высокоточные операции с деталями фактически любой формы.
Рисунок 2 – Обработка заготовки на токарном станке.
Зубонарезные работы
Это процесс обработки металла, входе которого создаются зубчатые колеса, а также другие детали, имеющие зубья. Особенность заключается в том, что требуется сохранять на протяжении всего рабочего участка одинаковый шаг, а также глубину резьбы. Есть специализированные зубофрезерные и зубодолбежные инструменты, которые базируются на копировальном методе, то есть впадины прорезываются обычным фрезерным способом с единичным делением.
Рисунок 3 – Фрезерование детали.
На крупном оборудовании есть специальные червячные резцы, которые расположены так, что они при одном проходе позволяют создать кромки на одинаковом расстоянии. Затем все зубцы шлифуются специализированными дисками, которые отличаются наличием основного количества абразивных веществ на торцах.
Токарные работы
Обработка металла точением — это снятие верхнего слоя с вращающейся стальной заготовки посредством различного режущего инструмента. Основные изделия, с которыми можно работать на таком станке имеют цилиндрическую или конусообразную форму. Помимо срезания стружки, можно производить следующие процедуры:
Важный нюанс при произведении операции — это стружкоотведение. Оно бывает автоматическим на станках с ЧПУ, но чаще производится вручную специалистом.
Рисунок 4 – Фрезерование плоской поверхности.
Сваривание металлических элементов в одну конструкцию — это наиболее часто используемый на данный момент способ достижения прочного соединения. Он заключается в точечном нагреве рабочей зоны с последующим расплавлением материала. Расплавленная сталь вступает во взаимодействие, образуя при застывании крепкую связь.
В первом случае проводник покрыт специальным неплавким составом, который одновременно поддерживает сварную ванну и способствует правильному наложению шва без влияния кислорода. Во втором случае присадка является дополнительным материалом, который при расплавлении скрепляет заготовки.
Сварщик должен обладать опытом и достаточным объемом знаний, чтобы правильно выбрать электрод, силу тока, скорость движения.
Рисунок 5 – Фрезерование на станке с ЧПУ.
Ручная дуговая сварка
Дополнительные названия — MMA, РД, РДС. Метод придуман еще в 19 веке, но активно используется до настоящего времени с небольшими модификациями. Между проводником и поверхностью стали образуется электродуга с помощью ударов или «чирканья» по детали. В образованной сварной ванне одновременно плавится и заготовка, и электрод.
Способ используется в домашних условиях. Затруднения возникают, когда нужно создать потолочное или вертикальное соединение. Специалисты в таких случаях советуют ускорять процесс работы, чтобы сила тяготения не помешала отличному результату.
Сварка под флюсом
При воздействии на область сваривания воздуха происходит окисление. Это естественный процесс, но он мешает образованию прочного соединения. В электродуговых аппаратах применяют электроды со специальной обсыпкой. Помимо этого, активно применяется технология с подачей инертного газа. Но максимальное качество можно получить только при применении флюса. Это гранулированный порошок, который при нагревании плавится и служит защитой для процессов, происходящих под образованной пленкой. Затем вещество остается в виде шлака, который легко снимается со шва привычным способом, шлифовкой.
Рисунок 6 — Обработка детали на станке.
Электрическая обработка изделий из металла
Основная технология выглядит так: на участок подается точечный разряд, который приводит к оплавлению стали. Используемый электрод обычно сделан из латуни, а пространство между ним и поверхностью заполняют маслом, которое имеет отличные проводящие способности. Активно применяется эта методика для работы с металлическими тонкими листами, а также для заточки инструментов.
Подвидом электрообработки можно считать ультразвуковой метод. Волны с высокой частотой по аналогичному принципу разрушают молекулярные соединения, что приводит к образованию отверстий.
Высокая точность позволяет пользоваться технологией для изготовления ювелирных изделий.
Рисунок 7 – Обработка детали на токарном станке.
Рисунок 8 – Фреза.
Способы механической обработки
Несмотря на разнообразие процессов, их суть одинаковая. Берется заготовка с припуском, то есть с «лишними» миллиметрами или сантиметрами. Затем на нее оказывается воздействие посредством более твердого и острого инструмента. Остальные нюансы зависят от подвида — наличие вращения, подача и пр. К ним относят:
После перечисленных способов не остается никакого припуска.
Рисунок 9 — Инструменты для обработки металла резанием.
Основы металлообработки давлением
При данных методах целостность стали не нарушается, но меняется форма. В большинстве случаев необходимо термическое воздействие, чтобы уменьшить прочность и твердость детали.
Рисунок 10 – Фрезерование.
Как обрабатывают металлы с помощью резания?
Это простая процедура, имеющая целью разъединения одной детали на две и более. Для этого используются специальные лезвия из крепкой инструментальной стали.
Подвиды обработки металла:
Химическое воздействие
Ряд химикатов может повысить прочностные, антикоррозийные характеристики заготовки. В основном управляемые реакции необходимы или для снятия загрязнений перед другим видом металлообработки, или для нанесения дополнительного покрытия, например, цинкование.
Время и температура
При данном способе важно поддерживать нужный температурный режим и определенный временной промежуток, иначе, передержав или перегрев сталь при работе, можно столкнуться с необратимыми деформациями.
Термообработка
Обработчик металла применяет ряд операций при повышенном термическом воздействии с целью изменить физические и химические качества продукции.
Отжиг. Суть — повышение t до предела пластичности и постепенное остывание вместе с печью.
Результат — увеличенная ковкость, снятие внутренних напряжений, сниженная прочность.
Рисунок 11 – Резец токарного станка.
Закалка. Нагрев, продолжительное выжидание при высокой температуре, быстрое охлаждение вводе или масле. Итог — увеличивается прочность и стойкость к сжатиям и растяжением, но также повышается хрупкость.
Отпуск. Вторичное нагревание после закаливания, чтобы компенсировать полученное негативное воздействие.
Старение. Медленное и продолжительное изменение температурного режима, которое приводит к естественным превращениям, происходящим при длительной эксплуатации металлической конструкции.
Нормализация. Процедура аналогична отжигу, но остывание происходит на открытом воздухе. Меняется зернистость структуры, приводит к повышению ковкости.