Изделия из металла человек начал изготавливать очень давно. Металлы и сплавы используют в различных сферах. Благодаря высокой механической прочности, долговечности, они нашли применение в строительстве, автомобилестроении, промышленном производстве, в быту, других областях.
Сегодня металлообрабатывающая промышленность развита достаточно высоко, производственные процессы полностью автоматизированы. Применяются разные способы обработки металлов, о которых расскажем ниже. Основные методы — это литье, штамповка, ковка, волочение, прессование, механическая обработка.
Готовое изделие получается в результате обработки заготовки одним из выбранных способов. Работа проводится по эскизу, который воспроизводит готовую деталь. Размеры и параметры определяются расчетным способом. Изготовление металлических изделий довольно сложный, кропотливый, требующий опыта и навыков процесс. Устранить или исправить дефекты готового изделия практически невозможно. А большое количество брака уменьшает рентабельность производства.
Технология изготовления деталей
Чтобы во время обработки и изменения формы не нарушался химический состав, металл подвергают действию высокой температуры. Сначала заготовку медленно разогревают до нужной температуры, затем медленно охлаждают в печи. В результате получается пластичная заготовка, которая может менять форму в соответствии с эскизом.
На следующем этапе она снова подвергается нагреву и охлаждению на воздухе. В результате вторичной обработки повышается твердость. Третий этап предусматривает нагрев готового изделия до максимальной температуры и резкое охлаждение в воде (масле). В результате подобных манипуляций металл обретает особую прочность.
После термообработки проводится шлифовка каждой части или всей поверхности. После этого отдельные части изделия соединяются воедино. Это упрощенная схема производства. Но и так понятно, что довольно хлопотная и многоэтапная. К счастью, сейчас большинство процессов выполняют специальные машины и станки с автоматизированным управлением. Они обеспечивают точное выполнение заданных параметров.
Работу машин контролирует оператор, который задает исходные данные и следит за точностью выполнения. На производствах, оснащенных автоматическими линиями, процент брака сводится практически к нулю.
Основные методы обработки металлических заготовок
Как уже упоминалось, на производствах используют различные способы обработки деталей. Во многом они зависят от размера, формы, предназначения готового изделия. Каждый способ имеет свои особенности, недостатки и преимущества. Рассмотрим основные.
- Резание
Используется для производства запасных частей для машин и механизмов. Обработка резанием подходит для разных заготовок: штамповки, отлива, проката. Резание подразумевает отделение верхних слоев материала с образованием металлической стружки. В результате формируется новая поверхность нужной формы.
В последние годы резка применяется не слишком часто. Благодаря повышению точности заготовок потребность в резании постепенно уменьшается. Существует несколько способов резки: протягивание, сверление, точение, фрезерование. Заготовки обрабатывают на фрезеровальных, токарных, сверлильных станках.
- Литье
Самый распространенный способ обработки заготовок — литейная обработка. В процессе литья получают заготовку нужной формы, в которую потом заливают расплавленный металл. Используется для изготовления заготовок, которые обрабатываются на токарных станках. Данный способ особенно хорош для изготовления несложных изделий, которые не требуют доработки на фрезеровальном оборудовании.
Но литьем можно производить и довольно сложные детали, например, полые. Их практически невозможно изготовить путем механической обработки. А литье подходит как нельзя лучше. Для производства подходят формовочные смеси и готовые металлические формы.
- Сварка
Методом сварки соединяются две отдельные детали, в результате чего получается третья, готовая. Зачастую используется для производства автомобильных деталей, узлов для промышленного оборудования и машин. Целесообразность применения сварки определяют по следующим параметрам: требуемое качество обработки поверхности, характер детали, метод получения заготовок, трудоемкость работы.
- Механическая обработка
Механообработка представляет собой поэтапное срезание с поверхности верхнего слоя металла. В результате получается готовая деталь с заданными параметрами. Обработка проводится на станках разного типа и позволяет придать необходимую форму заготовке, просверлить отверстия, обеспечить красивый вид после шлифовки.
Механическая обработка превосходит по качеству другие способы. Дает возможность изготавливать большие и малые партии продукции. К тому же, во время обработки образуется минимальный процент бракованной продукции. Особенно, когда используется современное, высокоточное оборудование.
- Давление
Обработка давлением — еще один популярный и распространенный способ изготовления металлических деталей. Подразумевает множество различных технологий и оборудования. Металл имеет высокие показатели пластичности, а потому ему можно придать абсолютно любую форму. Во время обработки не нарушается внутренняя структура, сохраняется прочность и твердость. Благодаря таким характеристикам спрос на изделия, изготовленные методом давления, сегодня значительно вырос. Применяются пять основных технологий, в которых задействована сила давления. Это волочение, ковка, штамповка, прессование и прокатка.
У данного метода есть одно неоспоримое преимущество. Он позволяет значительно снизить стоимость готовой детали. Большой объем изготавливается в минимальный срок. Но есть и недостатки — больший процент бракованных изделий и возможное растрескивание деталей во время обработки.