Металлообработка – это определённый производственный процесс, при котором происходит изменение некоторых свойств такого прочного материала как металл и его сплавы. Обработка позволяет изготавливать сложносоставные конструкции и технологичные механизмы, воздействуя на материал механически, термически и другими способами добиваясь нужного результата.
Основные виды обработки металла
Существует ряд самых широко используемых и актуальных методов металлообработки, которые можно объединить в несколько групп по способу воздействия:
- Механическая обработка
- Сварочные работы
- Обработка под давлением
- Электрическая
- Термическая
Далее подробно рассмотрим методы обработки металла для каждой отдельно взятой группы.
Механическая обработка металла
Основа данного метода лежит в воздействии на металл при помощи физической или механизированной силы. Нередко в производстве одной детали или заготовки используют сразу несколько методов механической металлообработки для достижения наилучшего результата. Однако, даже не смотря на это, такой метод обработки считается одним из самых экономически выгодных.
- Сверление. Способ механической обработки с помощью сверла, благодаря которому получают отверстия в заготовке. Технология заключается в погружении сверла, вращающегося вокруг своей оси, в материал неподвижной детали. Диаметр отверстия определяется диаметром самого сверла.
- Точение. Обычно используется при обработке изделий цилиндрической формы. С помощью токарного станка и резцов вращающуюся деталь стачивают до необходимых размеров.
- Строгание. К методу строгания прибегают в работе с пазами, выступами, плоскими поверхностями. Резец станка движется вдоль заготовки, снимая поступательно слой металла.
- Шлифовка. Применяют в основном на финальной стадии обработки металла для выравнивания поверхности и её подготовки для дальнейшего нанесения того или иного покрытия. С помощью абразивных кругов с поверхности материала снимается тонкий слой.
- Фрезерование. Самый универсальный и практичный метод обработки металла. Основным элементом технологии выступает фреза – сверло с несколькими режущими гранями. Размеры и формы фрезы подбираются под определённое изделие, также этот инструмент имеет несколько вариантов перемещения по рабочей поверхности.
Сварка
Метод соединения двух или более металлических элементов между собой путём нагрева называется сваркой. Сварка деталей может производиться разными способами: углами, торцами или внахлёст.
Также сварка может быть автоматической, полуавтоматической и ручной. Большинство крупных предприятий использует автоматический способ сварки, что сводит участие оператора к минимуму, а производственные скорости переводит на максимум. Полуавтоматический способ сварки подразумевает механизированную подачу электродной проволоки в сварочную зону и ручной последующий процесс сварки. Ручная сварка – универсальный способ обработки металла, который производится непосредственно человеком с помощью ручного сварочного аппарата.
Виды сварки, исходя из технологических особенностей:
- газовая — заготовки и присадочный материал соединяются с помощью тепла, которое выделятся от сгорания горючих газов. Чтобы получить высокую температуру горючий газ смешиваются с чистым кислородом в газовой горелке. Соотношение этих компонентов изменяются простой регулировкой в горелке, что обеспечивает настройку оптимального режима сварки и резки;
- электрическая — нагрев и соединения заготовок происходит с использованием мощного электрического тока. Метод требует использования сварочного аппарата, который освобождает ток, используемый для электросварки.
Обработка металла с применением давления
Пластические свойства металла позволяют применять в его обработке метод давления – изменение формы и размера заготовки путём его сжатия с последующим сохранением результата. При этом целостность детали не нарушается.
- Штамповка. Штамповка производится путём сжатия металлического листа между двух зеркальных форм – пуансона и матрицы. Толстые листы металла предварительно подвергаются нагреванию для большей пластичности. Метод штамповки позволяет легко обрабатывать металлопрокат, получая изделия сложной наружной формы с продуманным рельефом.
- Волочение. Металлическая заготовка большего диаметра протягивается через отверстие меньшего диаметра для уменьшения размера сечения заготовки. Именно таким способом изготавливают проволоку.
- Ковка. Такой метод применяется при обработке чугуна, алюминия и других хрупких материалов. Ковка производится методом нагревания заготовки и последующего придания ей необходимой формы с помощью молота. Это самый старинный способ, хотя, в современном производстве, ковка используется и на предприятиях с полной автоматизацией процесса.
Обработка металла с помощью электричества
К современным способам металлообработки относятся методы, связанные с воздействием разрядов электричества на материал. Таким образом можно обрабатывать хрупкие, очень прочные или непластичные металлы, изготавливать сложные детали, требующие высокой точности реза, затачивать инструменты и проделывать отверстия в металлопрокате.
Основа данной технологии в том, что на электрод подаётся высокое напряжение, под действием которого металл разрушается и плавится, происходит процесс электроэрозии.
Термообработка
Под воздействием высоких температур, свойства металла могут меняться. В производстве подобные процессы используются для усовершенствования молекулярной структуры материала, исходя из целей его дальнейшей эксплуатации. Рассмотрим основные методы температурного воздействия на металл:
- Закалка. Суть технологии закалки заключается в нагревании металла до появления пластичности и его быстром дальнейшем охлаждении. Такой метод обработки используется для придания металлу жёсткости, для дальнейшего использования в создании конструкций, подверженных серьёзным статическим нагрузкам. При этом материал не рекомендуется применять в качестве опоры при динамических нагрузках, так как при закалке металл приобретает хрупкость.
- Отжиг. Данный метод металлообработки используют для стабилизации структуры материала и увеличения его однородности. Металл нагревают до высоких температур, выдерживают, после чего медленно охлаждают. Отжиг понижает твёрдость материала, усиливая его пластичность.
- Отпуск. Отпуск зачастую применяется вкупе с закалкой, чтобы снизить внутреннее напряжение материала. Обработанный таким образом металл становится прочнее и устойчивее к сильным механическим повреждениям. Обычно такой метод обработки применяется в машиностроении, в производстве инструментов и деталей различного назначения. Технология заключена в использовании определённого диапазона нагревания металла.
- Нормализация. Метод нормализации металла схож с методом отжига. Различие состоит только в процессе охлаждения. Такой способ обработки, за счёт создания мелкого зерна в структуре металла, повышает уровень его ковкости и прочности.
