Какие технологии применяются при обработке металла

Комплекс технологических операций по механической обработке заготовок условно называют вторичной или окончательной механической обработкой. Необходимость такой обработки вызвана тем, что при склеивании и облицовывании встречаются сдвиги склеиваемых слоев, а чистовые заготовки требуют еще обработки для получения взаимозаменяемых деталей, отвечающих требованиям конструкторской документации по форме и качеству. Вторичная механическая обработка состоит из двух частей: окончательной обработки заготовок, обеспечивающей форму, и подготовки поверхности к отделке, формирующей качество.

К стадии вторичной (окончательной) механической обработки относятся технологические операции по формированию шипов, фрезерованию профилей, выборке гнезд и сверлению отверстий. Требования к шероховатости поверхности готовой детали обычно выше технических возможностей оборудования и существующих методов первичной обработки цилиндрическим фрезерованием при оптимальных режимах резания. Поэтому в завершение окончательной обработки вводится обычно технологическая операция для подготовки поверхности готовых деталей и сборочных единиц к отделке.

Возможная последовательность и состав технологических операций по окончательной обработке брусковых заготовок следующая: фрезерование – формирование шипов и проушин, выборка пазов и продолговатых гнезд – сверление отверстий – подготовка поверхностей к отделке или формирование шипов и проушин – выборка пазов и продолговатых гнезд – фрезерование – сверление отверстий – подготовка поверхностей к отделке. В случае технологических операций по окончательной обработке щитовых заготовок возможная последовательность и состав технологических операций может быть следующая: фрезерование – сверление отверстий – подготовка поверхностей к отделке или выборка пазов и продолговатых гнезд – фрезерование – сверление отверстий – подготовка поверхностей к отделке.

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:

1. Электрическая. С помощью этого способа можно сделать отверстия в металлических листах для заточки инструмента и работы с твердыми видами стали.
2. Механическая. Обширная группа методов обработки металлических заготовок. Их обрабатывают с помощью специального оборудования.
3. Химическая. Создание искусственной химической реакции с помощью кислот, щелочей и других компонентов.
4. Работа с давлением. Чтобы не нарушать целостность заготовки и изменить её форму, используется оборудование создающее мощное давление. Для изменения формы заготовки из твердых видов стали материал изначально разогревают.
5. Термическая. Чтобы улучшить технические характеристики материала, используются различные способы обработки заготовок температурой.

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.

Обработка поверхности без удаления слоя материала

При производстве тех или иных изделий используются совершенно разные технологии, которые требуют определённых методов обработки. Один из способов изготовления продукции позволяет получать необходимые формы изделия без удаления слоя материала. К таким видам обработки относятся: литьё, штамповка, прокатка, ковка волочение и др.

Поверхность, получаемая без удаления слоя материала, указывается на чертеже специальным знаком, в виде латинской буквы «V», состоящего из двух отрезков один из которых, длиннее другого и между ними вписана окружность.

Штамповка и ковка металла является одним из методов обработки без удаления слоя материала. Получение изделий изменяющих форму тела, методом пластической обработки нашло широкое распространение в современном промышленном производстве.

При ковке воздействие на заготовку осуществляется с помощью специального инструмента, который ещё называют бойками. Эти инструменты, как правило, бывают плоскими, однако есть ещё ряд орудий позволяющих расширить возможности данной технологии. Боёк, закрепляемый снизу, остаётся в неподвижном состоянии, тогда как верхний совершает возвратно-поступательное движение. Вследствие многократного и непрерывного воздействия инструмента на заготовку она постепенно приобретает необходимую форму и размеры.

Объёмная штамповка подразумевает обработку, осуществляемую путем заполнения рабочей плоскости штампа материалом, без его удаления.

Листовая штамповка представляет собой разновидность пластической обработки металла, где для получения деталей в качестве обрабатываемого материала употребляют лист или ленту. При этом обработка реализуется, без какого то, ни было существенного изменения толщины листа.

Данной технологией получают различные по конфигурации и размерам предмета из металла, разного рода пластмасс и других изделий с разной степенью точности, качеством отделки и механическими свойствами.

Прокатка металлов представляет собой такой вид пластической обработки, при которой исходная заготовка сжимается вращающимися валками, в результате чего её поперечное сечение принимает заданные формы без удаления слоя материала.

Наиболее распространённым видом сортового проката является, простые и фасонные профили. К простым профилям относится прокат в виде полос, круга, квадрата. К фасонным профилям относятся прокат со сложным поперечным сечением.

Волочение металла – это протягивание материала круглого или фасонного сечения через отверстие специальной твёрдосплавной оправки, где происходит уменьшение площади её сечения. Данным типом обработки получают все виды проволоки, прутков с повышенными требованиями к допуску поперечного сечения и даже трубы.

Обработка металла методом волочения находит широкое применение во многих отраслях промышленности. Эта технология позволяет получать проволоку, минимальный диаметр которой равен 0,002 мм, прутки с максимальным диаметром до 100 мм, тонкостенные трубы небольшого сечения, а также прокат не круглого сечения.

Волочением обрабатывают металлы с разным химическим составом, это могут быть специальные сплавы, а также практически все цветные металлы такие, как медь, алюминий, серебро, золото, и прочие. Технология волочения придаёт изделиям высокую точность допустимых размеров поперечного сечения и высокое качество обрабатываемой поверхности.

Электрическая обработка

Технология металлообработки с использованием электрических зарядов подразумевает под собой обработку материала с помощью специального оборудования. Они частично разрушают металлические заготовки.

Технологический процесс:

1. На электрод, изготовленный из графита или латуни, подаётся высокое напряжение.
2. Он соприкасается с обрабатываемой поверхностью.
3. Появляется искра и металл начинает расплавляться.

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:

1. Заготовка закрепляется на рабочем столе с помощью струбцин или тисков.
2. В патроне рабочего инструмента закрепляется оснастка — сверло или мечик для нарезания резьбы.
3. После включения электродвигателя, шпиндель раскручивает патрон. Оснастка проделывает в металлической заготовке отверстие нужного диаметра.

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:

1. Заготовка закрепляется в подвижном шпинделе.
2. После включения двигателя она раскручивает заготовку.
3. Мастер подносит резцы для снятия слоя металла.

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

Виды фрезерования на станках с ЧПУ

В очередном выпуске публикаций материалов из учебника Босинзона М.А «Обработка деталей на металлорежущих станках различного вида и типа» разберем виды работ на станках фрезерной группы.

ВИДЫ РАБОТ НА СТАНКАХ ФРЕЗЕРНОЙ ГРУППЫ

Основные виды работ на фрезерном станке. На фрезерном станке возможно выполнять обработку очень большого числа самых разнообразных деталей, в том числе и очень сложных. На рис. 11.8 представлены основные виды работ на фрезерном станке:

■фрезерование горизонтальных плоскостей производит­ся на горизонтально-фрезерных и вертикально-фрезерных (рис. 11.8, а, б) станках. Эту работу лучше производить на вер­тикальных станках вследствие большей жесткости крепления фрезы;

■фрезерование вертикальных плоскостей осуществляется на горизонтально-фрезерных и продольно-фрезерных стан­ках (рис. 11.8, в) торцовыми фрезерными головками, а на вертикально-фрезерных станках — боковыми зубцами концевой фрезы (рис. 11.8, г);

■ фрезерование наклонных плоскостей производится одно­угловой (рис. 11.8, д), двуугловой фрезой на горизонтально-­фрезерных станках, либо торцовой фрезерной головкой — на вертикально-фрезерных станках со шпинделем, установлен­ным под углом (рис. 11.8, е);

■ фрезерование пазов: угловых (рис. 11.8, ж), прямоугольных (рис. 11.8, з), Т-образных (рис. 11.8, и), типа «ласточкиного хвоста» (рис. 11.8, к) производится на вертикально-фрезерных станках соответственно концевыми, Т-образными и одноугло­выми фрезами;

Рис. 11.8. Основные виды работ на фрезерном станке:

а, б

— фрезерование горизонтальных плоскостей;
в, г
— фрезерование вертикаль­ных плоскостей;
д, е
— фрезерование наклонных плоскостей; ж, з,
и, к
— фрезеро­вание пазов;
л
— фрезерование комбинированных поверхностей;
м, н
— фрезеро­вание фасонных поверхностей;
о,
п, р, с, т — фрезерование шпоночных канавок;
v
— вращение фрезы;
S
— движение подачи; d — диаметр фрезы

■фрезерование комбинированных поверхностей выполня­ется (рис. 11.8, л) комплектами фрез (наборными фрезами) на продольно-фрезерных и иногда горизонтально-фрезерных станках;

■фрезерование фасонных поверхностей производится фасон­ными фрезами соответствующего профиля (рис. 11.8, м, н);

■фрезерование шпоночных канавок осуществляется разными фрезами. Шпоночные канавки можно фрезеровать на гори­зонтально-фрезерных станках дисковой фрезой (рис. 11.8, о) и дисковой шпоночной фрезой (рис. 11.8, т), на вертикально­-фрезерных станках — концевой фрезой (рис. 11.8, п, р) или шпоночной фрезой (рис. 11.8, с);

■фрезерование резьб производится дисковыми резьбовыми и гребенчатыми резьбовыми фрезами на резьбо-фрезерных станках. Резьбовая фреза получает вращение и продольную по­дачу, а заготовка — вращение с окружной подачей. Дисковая резьбовая фреза устанавливается под углом, соответствующим углу подъема фрезеруемой резьбы. При работе гребенчатой резьбовой фрезой предварительно фрезе сообщаются движения на ее врезание, а затем, выключив поперечную подачу, включают поперечное движение;

■фрезерование зубчатых колес производится модульными дисковыми фрезами на горизонтальных или универсальных фрезерных станках, а также модульными пальцевыми фрезами на вертикальных фрезерных станках. Фрезерование осуществля­ется по методу копирования, когда каждая канавка нарезается индивидуально, а повороты заготовки осуществляются в дели­тельных головках. При этих работах фреза только вращается, а заготовке сообщается продольная подача. После прохода фре­зой каждой канавки стол станка возвращается обратно, заготовка поворачивается на l/Z и начинается повторный цикл работы для фрезерования следующей канавки и т. д.

Рекомендации по выбору метода фрезерования и обеспечению чистоты поверхности

Торцовое фрезерование. По возможности нужно избегать фре­зерования плоскостей с пересечением пазов и отверстий, так как при этом режущие кромки будут работать в неудовлетворительных условиях прерывистого резания. Следует выполнять операцию изготовления отверстий после фрезерования. Если такой вариант невозможен, то при пересечении фрезой отверстия нужно снижать величину подачи на 50 % от рекомендованной.

При обработке больших плоскостей нужно стараться не преры­вать контакт фрезы с заготовкой, обходя поверхность по периметру, а не за несколько параллельных проходов. Обработку углов необ­ходимо осуществлять по радиусу, превышающему радиус фрезы, чтобы исключить возможность возникновения вибраций, связанных с резким увеличением угла охвата фрезы.

Фрезерование узких пазов

1. Фрезерование на полный паз с предварительным засверливанием.

Обработку длинного и узкого паза невозможно выполнять ме­тодом круговой интерполяции, а нужно производить за проход на полную ширину паза. Если позволяет мощность оборудования, желательно выбирать диаметр фрезы максимально приближенным к окончательному размеру паза.

После такой обработки будет оставаться минимальный припуск под чистовую операцию. Для предварительного засверливания паза рекомендуется выбирать сверло диаметром на 5… 10 мм больше диаметра фрезы. Максимальная глубина засверливания должна быть не больше диаметра фрезы. Необходимо снижать подачу в начальный момент резания для обеспечения надежной эвакуации стружки.

2. Сверление и плунжерное фрезерование.

Необходимо выбирать сверло диаметром Dc

на 1 мм больше диаметра фрезы. Максимальная радиальная глубина резания 12 мм (при Dc = 50 мм). Число одновременно участвующих в резании зу­бьев должно равняться двум.

3. Врезание по двум осям.

Максимальный угол врезания зависит от диаметра фрезы (для фрезы Dc = 50 мм угол врезания 5°). Для обеспечения максимальной производительности обработки необходимо выбирать пластины толщиной 12 или 16 мм и фрезу с небольшим шагом зубьев.

Технология фрезерования деталей, имеющих сопряженные плоскости, и многогранников. Сопряженные поверхности одной детали, т. е. поверхности, расположенные в разных плоскостях, могут быть параллельными, перпендикулярными или располагаться под любым углом. К таким плоскостям относятся смежные грани прямоугольной и квадратной призмы, куба, шестигранника, пира­миды и др.

Обработка заготовок, имеющих сопряженные плоскости, осу­ществляется на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках торцовыми, концевыми и цилиндрическими фрезами, а также на­борами фрез. На столе станка заготовки закрепляются в универ­сальных или в специальных приспособлениях.

Обработка многогранников. При фрезеровании ква­драта из прутка заготовка в зависимости от ее длины может быть закреплена одним из следующих способов:

■ в трехкулачковом патроне;

■ в трехкулачковом патроне и центре задней бабки;

■в центрах универсальной делительной головки и задней бабки. Фрезерование граней квадратов производится концевыми,

торцовыми, дисковыми фрезами, а также набором дисковых фрез с закреплением заготовки в делительной головке на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках.

При обработке шестигранников можно достичь вы­сокой производительности применением набора дисковых фрез.

Обработка плоскостей, сопряженных под острым и тупым угла­ми, производится так же, как и наклонных плоскостей. Взаимное расположение сопряженных плоскостей (параллельных и перпен­дикулярных), обработанных с переустановкой заготовок в тисках универсального горизонтально-фрезерного станка, контролируется штангенциркулями, угольниками, лекальными линейками и рейсма­сами. Плоскости, расположенные под тупыми и острыми углами, контролируются шаблонами и рейсмасами, независимо от того, какими фрезами производится эта обработка: цилиндрическими или торцовыми.

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:

1. Штамповка. Для этого метода используются два ключевых элемента — пуансон и матрица. Между этими деталями помещается обрабатываемая заготовка. Далее с помощью усилия она сдвигается. Заготовка принимает форму матрицы. Существует горячая и холодная штамповка. В первом варианте деталь изначально подвергается нагреванию.
2. Ковка. В давние времена кузнецы ковали оружие и доспехи. Для этого заготовка разогревалась в горне, а после этого по ней наносились удары с помощью молота. Так изменяется структура материала и улучшаются его характеристики.

Сейчас при ковке используются пневматические молоты и промышленные печи.

Реферат на тему «Технология механической обработки деталей машин»

Технология механической обработки деталей машин

Введение

Использование металлов человеком началось в глубокой древности (более пяти тысячелетий до н. э.). Вначале находили применение цветные металлы (медь, сплавы меди, золото, серебро, олово, свинец и др.), позднее начали применять черные — железо и сплавы на его основе.

Длительное время производство металлов носило примитивный характер и по объему было весьма незначительным. Однако в конце XIX в. мировая выплавка стали резко возросла с 0,5 млн. т в 1870 г. до 28 млн. т в 1900 г. Еще в большем объеме растет металлургическая промышленность в XX столетии. Наряду с увеличением выплавки стали появилась необходимость организовать в больших масштабах получение меди, цинка, вольфрама, молибдена, алюминия, магния, титана, бериллия, лития и других металлов.

Металлургическое производство подразделяется на две основные стадии. В первой получают металл заданного химического состава из исходных материалов. Во второй стадии металлу в пластическом состоянии придают ту или иную необходимую форму при практически неизменном химическом составе обрабатываемого материала.

Для изготовления отдельных деталей и изделия в целом используют различные способы обработки металлов и других материалов. Наиболее распространенные виды обработки металлов будут рассмотрены ниже.

Сварка

Сваркой называют технологический процесс получения неразъемных соединений из металлов (или пластмасс), осуществляемый установлением межатомных (у пластмасс — межмолекулярных) связей между свариваемыми частями изделия при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или при совместном действии этих двух факторов. Между свариваемыми частями изделия образуется сварной шов.

Сварка является одной из распространенных технологических операций, широко применяемой в машиностроении, на транспорте и в строительстве. Объясняется это значительной экономией металлов по сравнению с болтовыми и заклепочными соединениями, высокой прочностью и низкой стоимостью сварных конструкций.

В зависимости от состояния металла в сварочной зоне все виды сварки можно разделить на две группы: по способу соединения свариваемых частей изделия и по виду используемой энергии. В первом случае различают сварку плавлением и сварку давлением. При сварке плавлением сварной шов образуется из общей сварочной ванны расплавленных металлов соединяемых частей изделия. При сварке давлением, для повышения пластичности металла в зоне сварки, соединяемые части изделия нагревают и сдавливают. К сварке плавлением относятся: дуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная, газовая, термитная; к сварке давлением — контактная, диффузионная, электрозвуковая, трением, взрывом и др. Электрической дугой можно производить не только дуговую сварку, но и резку металлов. Однако образующаяся при этом поверхность разреза имеет неровности с наплывами. Поэтому электродуговую резку обычно применяют. Для разделки металлолома и отделения прибылей и литников в деталях, полученных при литье в песчано-глинистые формы.

По виду используемой энергии сварку подразделяют на термическую (сварка дуговая, плазменная, газовая и др.), термомеханическую (сварка контактная, диффузионная и др.) и механическую (сварка взрывом, трением, ультразвуковая и др.).

При сварке плавлением образуется литой сварной шов с характерным дендритным строением. При сварке давлением образуется Шов, представляющий собой зону сросшихся кристаллитов металла соединяемых частей изделия. Зону, непосредственно примыкающую к сварному шву, называют зоной термического влияния. Она имеет крупнозернистое строение и является наиболее механически слабой в сварном соединении. Этот дефект можно устранить отжигом.

Наиболее распространенные виды сварных соединений — стыковые, внахлестку, угловые и тавровые. При сварке внахлестку свариваемые элементы изделия накладываются друг на друга с перекрытием, равным 3—5 толщинам пластин. При этом не требуется подготовка кромок. Угловые и тавровые соединения также не всегда требуют подготовки кромок. При стыковой сварке характер подготовки кромок зависит от толщины свариваемых элементов.

Пайка

Пайка — это процесс получения неразъемных соединений в результате расплавления припоя, смачивания им металла, растекания припоя по поверхности металла и заполнения зазора между соединяемыми заготовками (деталями) и, наконец, затвердевания припоя.

В отличие от сварки при пайке не требуется расплавления основного металла, что позволяет производить распай деталей. Наиболее широко пайку применяют в электро- и радиотехнике и приборостроении. В этих отраслях промышленности пайку производят для создания механически прочного, иногда герметичного, шва или для получения постоянного (нескользящего или разрывного) электрического контакта с небольшим переходным сопротивлением.

Литейное производство

Литейным производством называют процесс получения литых заготовок, называемых отливками, путем заливки расплавленного металла в рабочую полость литейной формы. Полученные отливки приобретают конфигурацию и размеры рабочей полости.

Литье является наиболее простым и дешевым промышленным способом получения заготовок, в том числе имеющих сложную геометрическую форму.

Все виды литья, применяемые в промышленности, можно разделить по материалу, литейной форме, способу заливки металла в форму, требуемых точности размеров и шероховатости поверхности отливок и по другим признакам. Рассмотрим две основные группы литья: литье в песчано-глинистые формы и специальные виды литья.

Литье в песчано-глинистые формы. Для изготовления литейной формы служит формовочная смесь, представляющая собой многокомпонентную систему, состав которой определяется типом и массой отливки и природой металла. Основными компонентами формовочной смеси являются кварцевый песок и формовочная глина. Глина является связующим и при оптимальном содержании воды (4—5%) придает формовочной смеси необходимую прочность и пластичность. Песок увеличивает пористость и, следовательно, газопроницаемость формовочной смеси. Кроме того, в формовочную смесь вводят противопригарные добавки (каменноугольную пыль, графит), защитные присадочные материалы (борную кислоту, серный цвет) и другие ингредиенты. Для изготовления стержней используют стержневые смеси, состоящие из кварцевого песка и самотвердеющихся неорганических (жидкое стекло с добавкой 10% раствора NaOH) или органических (фенолформальдегидная или карбамидофурановая смолы) связующих.

Специальные виды литья. К специальным видам литья относятся: литье в оболочковые формы, литье по выплавляемым моделям, литье в металлические формы, литье под давлением и центробежное литье. Эти методы позволяют получать отливки повышенной геометрической точности, с малой шероховатостью поверхности, минимальным припуском на механическую обработку или исключающую ее полностью и имеющие высокую производительность.

Центробежное литье — это литье в быстровращающиеся литейные формы: металлические, песчаные, оболочковые, по выплавляемым моделям. Под действием центробежных сил расплавленный металл оттесняется к наружной поверхности формы, где затвердевает ровным слоем. Легкие примеси и газы оттесняются к внутренней поверхности отливки. В результате этих процессов металл в отливке уплотняется и ее механические свойства улучшаются. Этим методом получают водопроводные и канализационные трубы, колеса, шкивы, зубчатые колеса и т.п. Преимущества те же, что и при литье в кокили, однако качество внутренней поверхности по причинам, изложенным выше, хуже, чем наружной.

Обработка металлов давлением

Обработка металлов давлением основана на их пластической деформации под действием внешних сил, в результате которой металлическая заготовка приобретает определенную форму и размеры. В ходе пластической деформации зерна измельчаются, структура металла в целом улучшается и, как следствие, улучшаются механические свойства.

Основными видами ОМД являются: прокатка, прессование, волочение, ковка, объемная и листовая штамповка.

Прокатка заключается в пластической деформации металла в результате обжатия заготовки между двумя вращающимися валками. Силы трения Pw втягивают заготовку между валками, и под действием сил Р, нормальных к поверхности валков, уменьшается толщина заготовки. Цель прокатки — получение продукции разнообразной формы и различными размерами поперечного сечения. Форму поперечного сечения прокатанной продукции называют профилем. Перечень разных профилей, имеющих различные геометрические размеры, составляет сортамент проката. Сортамент прокатываемых профилей разделяют на следующие пять основных групп: сортовой прокат, листовой, трубный, специальный и периодический.

Прессование — это технологическая операция, заключающаяся в продавливании заготовки, находящейся в форме, через отверстие матрицы с помощью давящего пуансона. Форма и размеры поперечного сечения получаемого профиля соответствуют форме и размерам отверстия матрицы. Чем выше температура металла, тем легче протекает процесс прессования. Этим методом получают прутки, трубы и другие изделия более сложных профилей.

Волочение. Процесс волочения состоит из протягивания заготовки через сужающееся отверстие матрицы (волочильной доски). В результате площадь поперечного сечения заготовки уменьшается, и она приобретает профиль и размеры отверстия (глазка) волочильной доски; длина заготовки при этом увеличивается. Сортамент изделий, изготавливаемых волочением, разнообразен: проволока диаметром 0,002—10 мм и различные фасонные профили. Для получения стальной проволоки диаметром до 0,5 мм используют волочильные доски со вставными глазками (фильерами) из твердых сплавов, а для получения тонкой медной или вольфрамовой проволоки диаметром до 0,25 мм — алмазные глазки. Волочение применяют также для калибровки прутков различного профиля. Полученные изделия имеют точные размеры и гладкую поверхность.

Свободная ковка. Различают ковку свободную и в штампах (штамповка). При свободной ковке заготовка не ограничивается стенками специальных форм (штампов), и формообразование происходит свободно в пространстве между бойками молота путем пластической деформации металла заготовки. Этот процесс и качество поковки во многом зависят от искусства оператора-кузнеца. Свободная ковка делится на ручную и машинную.

Штамповка — это процесс получения поковок, заключающийся в пластической деформации металла в закрытой полости специальной формы, называемой штампом. Форма и размеры полости штампа соответствуют форме и размерам будущей детали с учетом припуска на механическую обработку, если таковая предусмотрена. Обычно штампованные поковки механически обрабатывают только в местах сопряжения с другими деталями: эта обработка может сводиться только к шлифованию. Штамп — это дорогостоящий инструмент и пригоден для изготовления только какой-то одной, конкретной детали. Поэтому штамповку используют только при массовом изготовлении поковок. Различают штамповку объемную и листовую.

Обработка металлов резанием

Обработка металлов резанием заключается в срезании с поверхности заготовки слоя металла, называемого припуском, с целью получения изделия требуемых геометрической формы, размеров и шероховатости поверхностей. Срезание припуска производят с помощью режущего инструмента.

В большинстве случаев изделия, полученные литьем, прокаткой, ковкой, штамповкой, сваркой и другими методами, подвергают обработке резанием. Удаляемый при этом припуск превращается в стружку, которая является характерным признаком всех процессов обработки металлов резанием (ОМР). ОМР бывает механической, когда припуск срезают на металлорежущих стенках, и слесарной, когда припуск удаляют вручную с помощью соответствующего слесарного инструмента. ОМР применяют и как самостоятельный способ изготовления деталей.

Основными видами механической ОМР являются: точение; строгание; долбление; сверление (зенкерование, развертывание и зенкование); фрезерование и шлифование, — производимые на металлорежущих стенках соответствующей группы. Станки различают токарной группы, строгальной и долбежной, сверлильной и расточной, фрезерной, шлифовальной и др. При ОМР используют различный режущий инструмент: резцы, сверла, зенкера, развертки, фрезы, которые имеют специально заточенную режущую часть, а также применяют шлифовальные абразивные круги, зерна которых обладают острыми гранями и углами. Режущий инструмент изготавливают из материала повышенной твердости, прочности, термо- и износостойкости, различных форм и размеров.

Долбление. Эта операция является разновидностью строгания и производится на долбежных станках. На них главный вид движения ν (возвратно-поступательный) осуществляет резец в вертикальной плоскости, а движение подачи s — заготовка в горизонтальной плоскости. Долбление применяют для получения канавок, плоских и фасонных поверхностей небольшой высоты, но значительных поперечных размеров.

Сверление. При сверлении (зенкеровании, развертывании, зенковании) обычно главное движение ν и движение подачи s сообщают режущему инструменту. При сверлении главное движение сообщают заготовке. Сверление применяют для получения сквозных и глухих цилиндрических отверстий. Зенкерование — для увеличения диаметра отверстия, предварительно полученного литьем, штамповкой или сверлением, и придания ему более правильной геометрической формы, достижения наименьшей шероховатости поверхности, чем при сверлении или рассверливании. Развертывание обеспечивает получение отверстий с высокой точностью размеров и высоким качеством поверхности; его применяют в основном для окончательной обработки отверстий. Зенкование — получение отверстий под потайные и полупотайные головки болтов и заклепок.

Фрезерование. При фрезеровании главное движение ν сообщается многолезвийному режущему инструменту — фрезе, а движение подачи s — заготовке. Существуют схемы фрезерования, когда главное движение и движение подачи сообщают фрезе. Фрезерование применяют при обработке горизонтальных, вертикальных и наклонных плоскостей, фасонных поверхностей, пазов и канавок различного профиля, при изготовлении зубчатых колес. Особенность процесса фрезерования заключается в прерывистости резания каждым зубом фрезы. Зуб фрезы вступает в контакт с заготовкой и выполняет работу только на некоторой части своего оборота. Затем зуб фрезы, продолжая движение, не касается заготовки до следующего врезания; в этот момент он охлаждается, что удлиняет срок службы фрезы. Каждый зуб фрезы имеет такие же элементы и углы, что и токарный резец. Поэтому фрезу можно рассматривать как набор токарных резцов.

Шлифование. Процесс шлифования применяют как отделочно-доводочную операцию с получением размеров деталей с точностью по 6—7-му квалитетам и шероховатостью поверхности R2 = 0,08—0,32 мкм. Используют шлифование и как обдирочную операцию при очистке литья, поковок и т.д. Шлифование — это обработка поверхностей изделия шлифовальными абразивными кругами. Для обдирочной обработки применяют крупнозернистые абразивы, а для чистового шлифования — мелкозернистые. Используют абразивы естественные — наибольшее применение получили минерал корунд и алмаз, и искусственные — электрокорунд с различными добавками, карбид кремния, нитрид бора и др.

Заключение

Развитие народного хозяйства страны в значительной мере определяется ростом объема производства металлов, расширением сортамента изделий из металлов и сплавов и повышением их качественных показателей, что в значительной мере зависит от условий механической обработки. Знание закономерностей обработки металлов помогает выбирать наиболее оптимальные режимы технологических процессов, требуемое основное и вспомогательное оборудование и технически грамотно его эксплуатировать.

Список литературы

1. С. Н. Колесов, И. С. Колесов, Материаловедение и технология конструкционных материалов, М:. Высшая школа. 2004 г.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта https://referat.ru

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:

1. Цементация — металл насыщается углеродом.
2. Борирование — при насыщении материала бором, увеличивается его показатель износоустойчивости.
3. Хромирование — хромом насыщаются только верхние слои металла. Устойчивость к коррозийным процессам увеличивается, но прочность не изменяется.
4. Азотирование — применяется для увеличения устойчивости металла к воздействию влаги и механическим повреждениям.

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:

• литье;
• ковка;
• чеканка;
• сварка.

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.

Сверление отверстий. Выборка гнезд

Операцию выборки гнезд выполняют на сверлильно-пазовальных и цепно-долбежных станках. Выбор типа и модели оборудования зависит от размеров и формы гнезда (отверстия), требуемого качества обработки и производительности. Для получения небольших гнезд и отверстий (для деталей мебели) целесообразно использовать сверлильно-пазовальные станки, обеспечивающие лучшее качество обработки: горизонтальные двусторонние станки моделей: СВПГ-2, СВПГ-2В, СВПГ-3 (с наклонным столом); вертикальные СВП-2, СВА-2М. Цепно-долбежные станки, используемые в деревообработке, – ДЦА-3, ДЦА-4, ДЦЛ и др. Точность обработки сверлильно-пазовального и цепно-долбежного оборудования характеризуют допуском на перпендикулярность оси отверстия к базовой поверхности. Качество обработки во многом зависит от режимов.

Сверление отверстий. Оборудование, предназначенное для сверления отверстий в брусковых и щитовых деталях, работает по цикловой и цикло-проходной схеме.

Для сверления отверстий используют одно- и многошпиндельные вертикально- и горизонтально-сверлильные станки, многошпиндельные комбинированные вертикально-горизонтально-сверлильные станки серийного производства, а также специальное нетиповое сверлильное оборудование на базе агрегатных сверлильных головок.

Выбор оборудования зависит от количества отверстий в заготовке, их расположения (в пласти; в кромке; и в пласти, и в кромке), требуемой производительности и размеров детали. В производстве брусковых деталей, количество круглых отверстий в которых обычно невелико, возможно использование одношпиндельных станков.

Для сверления отверстий в щитовых элементах мебели целесообразно применять многошпиндельные комбинированные станки.

Одношпиндельные сверлильные станки бывают вертикального и горизонтального исполнения. Наибольшее распространение получили вертикальные станки с ручной или механизированной подачей.

Многошпиндельные сверлильные станки условно можно разделить на универсальные и присадочные. Универсальные многошпиндельные сверлильные станки применяются для высверливания отверстий различного диаметра и расположения. Они могут быть вертикальными и горизонтальными. Присадочные – применяются для высверливания отверстий под круглые шканты (шипы). Они могут быть вертикальными, горизонтальными и вертикально-горизонтальными.

Широко используемыми и перспективными являются многошпиндельные горизонтально-вертикальные сверлильные станки с индивидуальным приводом многошпиндельных сверлильных головок и автоматической подачей с высокой производительностью. Станки данной группы выпускаются различными производителями. Многосторонний сверлильный станок предназначен для сверления сквозных и глухих отверстий в плоскостях и кромках щитов под шканты и для крепления мебельной фурнитуры. Станок проходного типа работает в автоматическом режиме и состоит из станины рамной конструкции, горизонтальных суппортов базирования детали и сверления отверстий в кромках, нижних и верхних суппортов с механизмом прижима детали и шпиндельной головкой, подающего конвейера, транспортного загрузочного (разгрузочного) устройства.