Назовите способы обработки металлов резанием

Обработка металлов резанием представляет собой технологическую операцию или комплекс операций над заготовкой с целью получения детали необходимых конфигурации, размеров и параметров.

Обработка резанием выполняется на заготовках из черных и цветных металлов, обладающих определенными физико-механическими свойствами. Для обработки заготовки применяют разные виды резания.

Выбор конкретного зависит от свойств заготовки, конфигурации будущей детали и типа операции, которую необходимо выполнить. Только правильно подобранные способы позволят получить изделие с необходимыми характеристиками.

Сущность и назначение процесса резания металлов

Процесс резания – взаимодействие режущего инструмента с заготовкой, при этом отделяется слой материала в виде стружки или металлической пыли. Операции осуществляют следующими способами:

1. Лезвийным. Выполняется с помощью плашек, сверл, резцов, метчиков, фрез и т. д. на металлорежущих станках соответствующего типа.
2. Абразивным. Здесь задействованы шлифовальные круги, шкурки, пасты и др. материалы. Операции выполняются вручную или с помощью специального станочного оборудования, предназначенного для таких целей.
3. С применением специальных сред физико-химического типа. К ним относят плазменную, лазерную, электролитическую и др. виды обработки металла.

Резание металлов – это процесс сложный, он представляет собой последовательное деформирование и разрушение срезаемого материала. Удаляемый слой металла превращается в стружку, при этом принято различать тип стружки:

• сливная (образуется при резании металлов, относящихся к пластичным);
• скалывающаяся (при резании металлов средней твердости);
• надломленная (при обработке металлов, склонных к охрупчиванию).

На вид стружки влияние оказывает не только обрабатываемый металл, но и применяемый инструмент, его геометрия, условия и режим резания, а также квалификация станочника.

Заготовки из металла поступают на обработку резанием с определенной величиной припуска. Он представляет собой тот слой, вернее, его величину, которая будет удалена в процессе совершения операции выбранным методом обработки.

Обычно устанавливается в конструкторской документации. Для снятия совершают установочные и вспомогательные движения рабочим органом металлорежущего станка.

Установочные действия выполняют для закрепления рабочего органа по отношению к металлической заготовке, а с помощью вспомогательных двигают его. Рабочие движения делят на 2 вида: главное и подачи.

Осуществляя первый вид, выполняют снятие стружки, а вторым передвигают инструмент обработки вдоль оси.

Основные способы обработки металлов

Обработку резанием выполняют на машиностроительном оборудовании, где применены такие способы снятия стружки:

1. Долблением на специальном станке, который и называется долбежным. Для выполнения операции необходим резец соответствующей конструкции. Он в процессе выполнения операции совершает движение возвратно-поступательного прямолинейного типа.
2. Сверлением на станках сверлильного типа. Применяется для получения отверстий сквозных и глухих необходимого диаметра с помощью сверл центровочных, перовых, спиральных и т. д.
3. Строганием на станках поперечно-, продольнострогальных, строгально-долбежных и др. типов. При этом применяют резцы изогнутые и прямые.
4. Точением на одноименных станках поверхностей цилиндрических, конических, торцевых наружных и внутренних. Заготовка при этом совершает вращательное движение, резец снимает припуск за один или несколько проходов.
5. Фрезерованием с помощью фрез. В этом случае заготовка закрепляется на станке неподвижно и может двигаться только в продольном направлении. Рабочий орган совершает вращательное движение.
6. Шлифованием на специальном круге, который совершает обороты с определенной скоростью. Таким способом можно получить деталь с необходимой степенью шероховатости и чистоты, которые могут достигать долей миллиметра.

Виды резания разные, технология проведения работ зависит от технологического процесса, а качество – от применяемого инструмента и квалификации станочника. Методы обработки выбираются в зависимости от конструктивных показателей, которые предъявляются к детали. Операции могут выполняться с помощью одного конкретного рабочего органа, а в некоторых случаях понадобится их комбинация.

Применяемое оборудование и инструменты для резания

Как было отмечено, оборудование отличается по типу применяемого металлорежущего инструмента. Выпускается оно в большом ассортименте российскими и зарубежными компаниями, подбирают его в зависимости от вида работ, которые планируют выполнять. Многие из них являются универсальными, т. е. предназначены для выполнения ряда разного типа операций.

При работе на металлорежущих станках используют метчики, сверла, развертки, резцы, долбежки, плашки, инструмент фасонного типа и др. Правильный подбор режущего инструмента имеет значение.

От технических характеристик зависит производительность труда, качество выпускаемой продукции и срок эксплуатации. К рабочей поверхности предъявляются требования, которые включают в себя прочностные свойства, способность не изнашиваться и поддаваться повторной или многократной заточке, выдерживать нагрев.

Инструмент для обработки металлов резанием используют не только компании, выпускающие продукцию разного назначения, но и любители мастерить своими руками.

ПОСМОТРЕТЬ Сверла, метчики и плашки на AliExpress →

Конструктивные элементы режущего инструмента

Инструмент для выполнения резательных операций на машиностроительных станках состоит из рабочей части (в некоторых случаях совмещается с калибрующей) и присоединительной.

Первая часть выполняет режущие операции. Она срезает припуск или выполняет отверстия. Может иметь один или несколько режущих элементов включая разные по назначению и форме. От геометрических характеристик режущей части зависит точность изготовления детали. Указывается в паспортных данных на конкретный вид.

Присоединительная часть рабочего органа может быть цельной, сборной или комбинированной. Это зависит от материала, из которого он изготовлен, и его характеристик. Комбинированные и составные режущие инструменты, как правило, изготавливают с целью понижения стоимости на приобретение.

На видео представлен процесс сверления множества отверстий с автоматической подачей заготовки.

Просим тех, кто режет металл на каком-либо оборудовании, специализированных станках, приспособлениях, поделиться опытом и в х к тексту рассказать о нюансах и приемах работы.

Основные методы обработки металлов резанием

Основные методы обработки металлов резанием.

Процесс обработки деталей резанием основан на образовании новых поверхностей путем деформирования и последующего отделения поверхностных слоев материала с образованием стружки.

Или, говоря иначе, припуск — это избыточный (сверх чертежного размера) слой заготовки, оставляемый для снятия режущим инструментом при операциях обработки резанием.

Основные методы обработки металлов резанием. В зависимости от характера выполняемых работ и вида режущего инструмента различают следующие методы обработки металлов резанием: точение, фрезерование, сверление, зенкерование, долбление, протягивание, развертывание и др. (рис. 2.1).

Точеие — операция обработки тел вращения, винтовых и спиральных поверхностей резанием при помощи резцов на станках токарной группы. При точении (рис. 2.1, 1) заготовке сообщается вращательное движение (главное движение), а режущему инструменту (резцу) — медленное поступательное перемещение в продольном или поперечном направлении (движение подачи).

Фрезерование — высокопроизводительный и распространенный процесс обработки материалов резанием, выполняемое на фрезерных станках. Главное (вращательное) движение получает фреза, а движение подачи в продольном направлении — заготовка (рис. 2.1, 2).

Сверление — операция обработки материала резанием для получения отверстия. Режущим инструментом служит сверло, совершающее вращательное движение (главное движение) резания и осевое перемещение подачи. Сверление производится на сверлильных станках (рис. 2.1, 3).

Строгание — способ обработки резанием плоскостей или линейчатых поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает изогнутый строгальный резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заготовка. Строгание производится на строгальных станках (рис. 2.1, 4).

Долбление — способ обработки резцом плоскостей или фасонных поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заготовка. Долбление производят на долбежных станках (рис. 2.1, 5).

Шлифование — процесс чистовой и отделочной обработки деталей машин и инструментов посредством снятия с их поверхности тонкого слоя металла шлифовальными кругами, на поверхности которого расположены абразивные зерна.

Рис. 2.1. Основные методы обработки металлов резанием

Главное движение вращательное, которое осуществляется шлифовальным кругом. При круглом шлифовании (рис. 2.1, 6) вращается одновременно и заготовка. При плоском шлифовании продольная подача осуществляется обычно заготовкой, а поперечная подача — шлифовальным кругом или заготовкой (рис. 2.1, 7).

Протягивание — процесс, производительность при котором в несколько раз больше, чем при строгании и даже фрезеровании. Главное движение прямолинейное и реже вращательное (рис. 2.1, 8).

Абразивные материалы

Абразивная обработка осуществляется твердыми и термо­стойкими зернами, имеющими острые кромки. В абразивных инструментах (шлифовальных и заточных кругах, брусках и шкурках) зерна находятся в связанном состоянии. Применяется также обработка свободными зернами в виде порошков, суспен­зий и паст.

К естественным абразивным материалам относятся наждак, корунд и природные алмазы. Однако их применяют сравнитель­но редко — первые в связи с неоднородностью и недостаточной стабильностью своих свойств, а алмазы — из-за дефицитности и высокой стоимости.

Среди искусственных материалов наибольшее использова­ние нашел электрокорунд, получаемый электродуговой плавкой глинозема. Нормальный электрокорунд, который может быть трех видов и обозначается марками 13А, НА и 15А, содержит 91—96 % кристаллической окиси алюминия А1203. Инструменты из него обычно имеют светло-коричневый цвет.

В электроко­рунде белом (23А—25А) всего 1—3 % примесей, благодаря чему выше режущие свойства. Его применяют для чистовой обработ­ки материалов с высокой прочностью на разрыв (сталь, ковкий чугун, мягкая бронза). Разновидность электрокорунда — монокорунд (43А—45А), получаемый в виде отдельных кристаллов или их осколков.

Его используют для окончательного шлифования труднообрабаты­ваемых сталей и сплавов. Для повышения производительности обработки применяют электрокорунды, легированные хромом, титаном, цирконием. Карбид кремния SiC (карборунд) получают сплавлением в электропечах кремнезема, содержащегося в кварцевом песке, с углеродом (коксовым порошком).

Он бывает двух видов: менее качественный черный (53С—55С) и зеленый (63С, 64С), для из­готовления которого используют более чистые исходные мате­риалы. J Карбид бора В4С по твердости приближается к алмазу, но обладает еще большей хрупкостью, чем карбид кремния.

Поэто­му его обычно применяют в свободном состоянии для доводки различных твердых материалов и сплавов. В качестве абразив­ных материалов в последнее время широко используют также эльбор и синтетические алмазы, описанные в 8.7.

Чистота обработанной поверхности при абразивной обработ­ке в значительной степени зависит от размеров зерен, которые принято делить на четыре основные группы: шлифзерно, шлиф-порошки, микрошлифпорошки и тонкие микрошлифпорошки.

Зернистость, характеризующая размеры зерен, обозначается для первых двух групп в сотых долях миллиметра и определяет­ся по размеру стороны квадратной ячейки сита в «просвете», через которые не проходят зерна при просеивании. Например, при зернистости 80 зерна задерживаются на сите с ячейками 0,8 х 0,8 мм Важная характеристика абразивных инструментов — твер­дость, под которой понимают способность связки удерживать абразивные зерна от выкрашивания под действием внешних сил. Чем мягче инструмент, тем легче из него выкрашиваются зерна, прежде всего затупившиеся.

Правка и гибка металла

Правкой называется операция по устранению дефектов загото­вок и деталей в виде вогнутости, выпуклости, волнистости, короб­ления, искривления и т. д. Ее сущность заключается в сжатии выпуклого слоя металла и расширении вогнутого Металл подвергается правке как в холодном, так и в нагретом состоянии.

Выбор того или иного способа правки зависит от вели­чины прогиба, размеров и материала изделия. Правка может быть ручной — на стальной или чугунной пра­вильной плите или машинной — на правильных вальцах или прес­сах. Ручную правку производят специальными молотками с круглым, радиусным или вставным из мягкого металла бойком.

Тонкий ли­стовой металл правят киянкой. При правке металла очень важно правильно выбрать места, по которым следует наносить удары. Силу удара необходимо соизме­рять с величиной кривизны металла и уменьшать по мере перехода от наибольшего прогиба к наименьшему.

Для правки полосового металла полосу кла­дут на плиту и, поддерживая ее левой рукой, правой наносят удары молотком по выпуклым местам. По мере необходимости полосу по­ворачивают с одной стороны на другую Правку металла круглого сечения с диамет­ром до 12 мм можно производить также на плите или наковальне.

Если пруток имеет несколько изгибов, то правят сначала край­ние, а затем расположенные в середине. По мере выправления из­гиба силу ударов уменьшают, заканчивая правку легкими ударами и поворачиванием прутка вокруг оси. Наиболее сложной является правка листового ме­талла. Лист кладут на плиту выпуклостью вверх.

Поддержи­вая лист левой рукой, правой наносят удары молотком от края листа по направлению к выпуклости. Под действием ударов ровная часть листа будет вытягиваться, а выпуклая — выправляться.

Гибка металловпо приемам работы и характеру рабочего про­цесса близка к правке. Сущность ее заключается в том, что одна часть заготовки перегибается по отношению к другой на какой-либо заданный угол. Напряжения изгиба должны превышать пре­дел упругости, а деформация заготовки — быть пластической. Только в этом случае заготовка сохранит приданную ей форму после снятия нагрузки.

Гибка металлов применяется для придания заготовке. изогну­той формы согласно чертежу. Ручную гибку производят в тисках с помощью слесарного мо­лотка и различных приспособлений. Последовательность выполне­ния гибки зависит от размеров контура и материала заготовки. Гибку тонкого листового металла произво­дят киянкой.

При использовании для гибки металлов различных оправок их форма должна соответствовать форме профиля детали с учетом деформации металла. Выполняя гибку заготовки, важно правильно определить ее размеры. Расчет длины заготовки выполняют по чертежу с учетом радиусов всех изгибов.

Для деталей, изгибаемых под прямым уг­лом без закруглений с внутренней стороны, припуск заготовки на изгиб должен составлять от 0,6 до 0,8 толщины металла. При гибке надо учитывать, что после снятия нагрузки угол загиба несколько увеличивается.

Изготовление деталей с очень малыми радиусами изгиба свя­зано с опасностью разрыва наружного слоя заготовки в месте из­гиба Гибку труб производят с наполнителем (обычно сухой речной песок) или без него. Это зависит от материала трубы, ее диаметра и радиуса изгиба. Наполнитель предохраняет стенки трубы от образования в местах изгиба складок и морщин (гофров).

Холодную гибку труб с наполнителем выполняют в следующем порядке. Один конец трубы плотно за­крывают деревянной пробкой. Через второй наполняют трубу су­хим песком. При этом слегка постукивают по трубе молотком чтобы песок уплотнился. После этого второй конец трубы также забивают пробкой. Намечают мелом место изгиба и устанавливают трубу в приспособление (рис. 68).

Если труба сварная, то шов должен находиться сбоку изгиба. Берут трубу за длинный конец и осторожно сгибают на заданный угол. После проверки получен­ного угла шаблоном или по образцу вынимают трубу из приспо­собления, выбивают пробки и высыпают песок. Горячую гибку труб выполняют, как правило, с наполнителем.

Труба также заполняется песком, но в пробках дела­ют небольшие отверстия для выхода газов, образующихся при на­гревании трубы. Нагревают место изгиба паяльной лампой или газовой горелкой до температуры 850—900 °С и сгибают в при­способлении до заданного угла. Длина нагреваемого участка при изгибе под углом 90° должна быть равной шести диаметрам трубы, при угле 60° — четырем, а при угле 45° — трем диаметрам трубы. Закончив гибку, трубу охлаждают водой, выбивают пробки и осво­бождают ее от песка.

25. Клепка металла (типы заклепок, виды швов)

Клепкойназывается процесс соединения нескольких деталей (обычно из листового материала) при помощи заклепок. Заклепочные соединения применяют при изготовлении различных металлических конструкций. Широкое распространение они имеют в самолетостроении, судостроении и других отраслях производств

Рис. 87. Основные типы заклепок:

а — заклепочное соединение (/ — стержень заклепки; 2 — замыкающая головка; S — закладная головка); б — заклепка с полукруглой головкой; в — заклепка с полупотай­ной головкой; г — заклепка с потайной головкой; д — заклепка с плоскоконической головкой; е — заклепка с плоской головкой; ж — заклепка с сердечником; э » заклеп­ка с сердечником повышенной прочности; и ■— взрывная заклепка.

Заклепка (рис. 87, а) состоит из стержня и закладной головки. Замыкающую головку образуют непосредственно при клепке. Го­ловки заклепок бывают полукруглые, потайные, полупотайные и плоские (рис. 87, б—е). Изготовляют заклепки из стали, цветных металлов и сплавов. Разделяют клепки на холодную, т.

е. выполняемую без нагрева заклепок, и горячую — с нагревом стальных заклепок до 1000 — 1100 °С. В практике занятий в учебных мастерских используют обычно холодную клепку с применением заклепок диаметром не свыше 8 мм. Диаметр отверстия под заклепку делают несколько больше, чем диаметр самой заклепки.

Длину заклепки выбирают такой, чтобы ее свободный конец (выходящий за край отверстия) состав­лял 1,25—1,5 диаметра стержня и можно было образовать полу­круглую головку. Для образования потайной головки эта вели­чина должна составлять 0,8—1,2 диаметра стержня. Место соединения деталей заклепками называют заклепочным швом.

Заклепочные швы подразделяют на прочные (выдерживаю­щие большие нагрузки), плотные (герметичные) и прочноплотные (рассчитанные на одновременное действие больших механических нагрузок и высоких давлений). Швы могут быть однорядными (заклепки расположены в один ряд) и многорядными.

Расстояние между центрами заклепок на­зывают шагом заклепочного шва.

Основные методы обработки металлов резанием.

Процесс обработки деталей резанием основан на образовании новых поверхностей путем деформирования и последующего отделения поверхностных слоев материала с образованием стружки.

Или, говоря иначе, припуск — это избыточный (сверх чертежного размера) слой заготовки, оставляемый для снятия режущим инструментом при операциях обработки резанием.

Основные методы обработки металлов резанием. В зависимости от характера выполняемых работ и вида режущего инструмента различают следующие методы обработки металлов резанием: точение, фрезерование, сверление, зенкерование, долбление, протягивание, развертывание и др. (рис. 2.1).

Точеие — операция обработки тел вращения, винтовых и спиральных поверхностей резанием при помощи резцов на станках токарной группы. При точении (рис. 2.1, 1) заготовке сообщается вращательное движение (главное движение), а режущему инструменту (резцу) — медленное поступательное перемещение в продольном или поперечном направлении (движение подачи).

Фрезерование — высокопроизводительный и распространенный процесс обработки материалов резанием, выполняемое на фрезерных станках. Главное (вращательное) движение получает фреза, а движение подачи в продольном направлении — заготовка (рис. 2.1, 2).

Сверление — операция обработки материала резанием для получения отверстия. Режущим инструментом служит сверло, совершающее вращательное движение (главное движение) резания и осевое перемещение подачи. Сверление производится на сверлильных станках (рис. 2.1, 3).

Строгание — способ обработки резанием плоскостей или линейчатых поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает изогнутый строгальный резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заготовка. Строгание производится на строгальных станках (рис. 2.1, 4).

Долбление — способ обработки резцом плоскостей или фасонных поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заготовка. Долбление производят на долбежных станках (рис. 2.1, 5).

Шлифование — процесс чистовой и отделочной обработки деталей машин и инструментов посредством снятия с их поверхности тонкого слоя металла шлифовальными кругами, на поверхности которого расположены абразивные зерна.

Рис. 2.1. Основные методы обработки металлов резанием

Главное движение вращательное, которое осуществляется шлифовальным кругом. При круглом шлифовании (рис. 2.1, 6) вращается одновременно и заготовка. При плоском шлифовании продольная подача осуществляется обычно заготовкой, а поперечная подача — шлифовальным кругом или заготовкой (рис. 2.1, 7).

Протягивание — процесс, производительность при котором в несколько раз больше, чем при строгании и даже фрезеровании. Главное движение прямолинейное и реже вращательное (рис. 2.1, 8).

Виды механической обработки металлов: точение, фрезерование, сверление, строгание, долбление, шлифование — Черчение

Большинство деталей машин изготовляется путем обработки резанием. Заготовками таких деталей служат прокат, отливки, поковки, штамповки и др.

Процесс обработки деталей резанием основан на образовании новых по­верхностей путем деформирования и последующего отделения поверхностных слоев материала с образованием стружки.

Та часть металла, которая снимает­ся при обработке, называется припуском.

Или, говоря иначе, припуск — это избыточный (сверх чертежного размера) слой заготовки, оставляемый для снятия режущим инструментом при операциях обработки резанием.

После снятия припуска на металлорежущих станках обрабатываемая де­таль приобретает форму и размеры, соответствующие рабочему чертежу де­тали. Для уменьшения трудоемкости и себестоимости изготовления детали, а также ради экономии металла, размер припуска должен быть минималь­ным, но в то же время достаточным для получения хорошего качества дета­ли и с необходимой шероховатостью поверхности.

В современном машиностроении имеется тенденция снижать объем обработки металлов резанием за счет повышения точности исходных за­готовок.

Основные методы обработки металлов резанием. В зависимости от ха­рактера выполняемых работ и вида режущего инструмента различают сле­дующие методы обработки металлов резанием: точение, фрезерование, сверление, зенкерование, долбление, протягивание, развертывание и др. (рис. 12).

Точение — операция обработки тел вращения, винтовых и спираль­ных поверхностей резанием при помощи резцов на станках токарной груп­пы. При точении (рис. 12.1) заготовке сообщается вращательное движение (главное движение), а режущему инструменту (резцу) — медленное посту­пательное перемещение в продольном или поперечном направлении (дви­жение подачи).

Фрезерование — высокопроизводительный и распространенный процесс обработки материалов резанием, выполняемое на фрезерных стан­ках. Главное (вращательное) движение получает фреза, а движение подачи в продольном направлении — заготовка (рис. 12.2).

Сверление — операция обработки материала резанием для получе­ния отверстия. Режущим инструментом служит сверло, совершающее вра­щательное движение (главное движение) резания и осевое перемещение по­дачи. Сверление производится на сверлильных станках (рис. 12.3).

Строгание — способ обработки резанием плоскостей или линейча­тых поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает изогнутый строгальный резец, а движение подачи (пря­молинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заго­товка. Строгание производится на строгательных станках (рис. 12.4).

Долбление — способ обработки резцом плоскостей или фасонных поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступатель­ное) совершает резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикуляр­ное главному движению, прерывистое) — заготовка. Долбление производят на долбежных станках (рис. 12.5).

• Шлифование — процесс чистовой и отделочной обработки деталей машин и инструментов посредством снятия с их поверхности тонкого слоя металла шлифовальными кругами, на поверхности которого расположены абразивные зерна.
• 
• Рис. 12

Главное движение вращательное, которое осуществляется шлифоваль­ным кругом. При круглом шлифовании (рис. 12.6) вращается одновремен­но и заготовка. При плоском шлифовании продольная подача осуществля­ется обычно заготовкой, а поперечная подача — шлифовальным кругом или заготовкой (рис. 12.7).

Протягивание — процесс, производительность при котором в не­сколько раз больше, чем при строгании и даже фрезеровании. Главное дви­жение прямолинейное и реже вращательное (рис. 12.8).

Способы обработки металла резанием

06Дек

Содержание статьи

Все виды металлообработки делятся на категории по типу воздействия на материал. Одним из самых распространенных способов обработки металла является резание. В статье подробно расскажем о процедуре и подвидах.

Как происходит процесс

Суть операции заключается в снятии верхнего слоя с заготовки посредством режущего инструмента. Глубина среза определяется целью. Основная задача — придание стали нужной формы.

Нет универсального прибора, который может справиться с любым изделием, поскольку каждое имеет различные линии, размеры. Вместе с разнообразием деталей производят и большое количество станков.

Также есть много технологий, которые производят обработку материалов резанием, к ним относят:

• точение — для цилиндрических стальных элементов;
• сверление — для образования сквозных и глухих отверстий;
• фрезерование — для работы с плоскими и фасонными поверхностями;
• строгание — для снятия верхнего слоя;
• долбление — для формирования пазов и канавок, зубьев;
• шлифование — для достижения нужной степени шероховатости.

Это неполный перечень, но наиболее популярные установки. Следует отметить, что оборудование имеет разную степень универсальности и автоматизации.

Применение технологии

Раскрой стальных конструкций производится посредством металлообработки резанием в крупных цехах, а также в домашних условиях.

На производстве такое металлообрабатывающее оборудование стоит фактически на каждом заводе, где ведется работа с металлическими конструкциями — от создания самых крупных многотонных деталей до микроскопических электронных плат.

Все сферы машиностроения (авиастроение, судостроение, автомобилестроение и пр.), а также изготовление продукции массового потребления (бытовая техника, мебель с металлическими элементами) применяют технологию резания.

Теория и практика

Теоретические труды по металлообработке начали появляться в 19 веке вместе с первыми аппаратами. Основная задача науки — увеличение скорости обработки при сохранении статичности и стойкости резца, а также:

• поиск и развитие альтернативных методов (это плазменная, газовая, лазерная резка);
• минимизация возникновения тепла при трении;
• способы охлаждения конструкции.

Научные разработки тесно связаны с результатами исследований по материаловедению, поскольку основным направление этой науки является изучение физических и химических характеристик сплавом — их прочность, твердость, температура пластичности и пр.

Особенности применения станков

Несмотря на одинаковую суть процесса — механическое снятие верхнего слоя, сама процедура может производиться по-разному. Основное отличие заключается в двух параметрах:

• как происходит подача — движется заготовка или нет, например, в токарном станке она вращается;
• как двигается инструмент и его особенности.

Основой для остальных режущих кромок является резец. Он наиболее универсален и может производить многие операции, остальные изделия — его модификации.

Заготовка устанавливается в специальных зажимах на станок, закрепляется в шпинделях. Затем в суппорте зажимается инструмент — фреза, сверло, резец, шлифовальный диск и пр.

Весь инструментарий подбирается в зависимости от твердости металла и его качеств.

Особенность резки

Вне зависимости от основного используемого метода обработки металлов резанием, проявляется закономерность — около 20% от материала становится излишком, стружкой. Фактически все классические процедуры отвечают данному требования, кроме, пожалуй, шлифования.

Но шлифовка — это часто финишная металлообработка, до которой также производилось точение или фрезеровка. Это экономически невыгодно, но поделать ничего нельзя.

Однако современные станки, работающие по принципу лазерной или плазменной резки, производят настолько точный срез, а также тонкую распиловку, что количество отходов становится минимальным. Это общее замечание, а теперь перейдем к частностям.

Применение токарного станка — основной вид обработки металлов резанием

Оборудование устроено так. Есть станина — это крепкое основание, которое монтируется на фундаменте, чтобы выдержало вес самой установки вместе с обрабатываемым материалом. По бокам — передняя и задняя бабка.

Одна просто играет роль держателя, а вторая содержит внутри себя движок и передает вращательное движение через шпиндели заготовке. Она, в свою очередь, вращается с выбранной оператором скоростью. Установка может быть горизонтальной (чаще) и вертикальной.

Вторая подача идет на суппорт, в котором зажат резец. С помощью ручки и колеса управления резчик передвигает инструмент для обработки резанием. Есть станки с ЧПУ.

На них высокая степень автоматизации — вплоть до установки заготовки и снятия детали, а также выполнение дополнительных функций — стружкоотведение и подача смазочно-охлаждающей жидкости. Работать можно с цилиндрами и конусами — полыми и сплошными.

Как можно обрабатывать металл

Преимуществом данного метода является то, что при воздействии резца подвергается изменениям только верхний слой, но сама структура не меняется, не деформируется, не нарушаются прежние прочностные и иные качества стали. Это выгодно по сравнению с любой термообработкой или химической управляемой реакцией, а тем более сравнив с обработкой давлением. Посмотрим видео с перечислением основных способов:

Повышение стойкости токарного станка

При контакте одного металла с другим естественным образом происходит быстрое стачивание инструмента, а основное условие работы — это поддержание высокой степени заточки режущей кромки. В ходе решения данной проблемы инженеры рассматривали, какой материал лучше и дольше будет эксплуатироваться во время точения.

Изначально применялась классическая инструментальная сталь с высоким количеством углерода. Она очень прочная, но все же не удовлетворяла высоким потребностям разработчиков. Затем химический состав сплава изменили. добавив вольфрам.

Элемент привел к повышенной твердости, а вместе с тем стало возможным проводить процедуру металлообработки быстрее, поэтому такое оборудование назвали быстрорежущим. Но и данная скорость не удовлетворяла инженеров. Теперь используют совершенные сплавы с максимальной стойкостью к повышенным температурам.

Они выдерживают температурный нагрев до 100 градусов, поэтому не деформируются в процессе работы. Как мы знаем, чем выше скорость. тем сильнее нагрев, поэтому данные материалы помогли решить вопрос о скоростном режиме.

Фрезерование как технология обработки металлов резанием

Фреза — более универсальный вариант резца. Этот инструмент вытесняет и строгание, на заводах более не устанавливают строгальные станки, поскольку фрезерный позволяет производить множество операций.

Заготовка располагается вертикально или горизонтально, в зависимости от конструктивных особенностей оборудования. Затем деталь приходит в движение, подача — продольная, фреза начинает вращаться.

Взаимодействие двух одновременных подач и возможность работать в нескольких плоскостях и системах координат способствует тому, что можно добиться разнообразных форм и работать со сталью даже в труднодоступных местах.

Особенности шлифования

Задача шлифовального оборудования — снятие тонкого верхнего слоя с целью устранения видимых дефектов, выравнивания поверхности и вреза и достижение необходимой степени шероховатости. Станок оснащен абразивным диском. Это основной инструмент шлифовки.

Поверхность и торцевая часть обмазаны специальным составом, который удерживает мелкие частицы абразива. Зерна могут быть разной фракции, они расположены симметрично и повернуты разными углами, режущими кромками, чтобы производить частичное снятие стружки.

Обработка металлов резанием по технологии плазменной резки — что это такое

Во время процесса электродуга, как при сварке, возникает между электродом (или металлической поверхностью) и соплом. В плазмотрон поступает струя сжатого воздуха под высоким давлением. Здесь происходит моментальный нагрев от 8 000 градусов и более, до 30 тыс.

Кислород ионизируется, поскольку проходит через электрическую дугу. Получается, что образуется плазма, то есть раскаленная струя воздуха под высоким давлением, обладающая зарядом. Проходя через сопло, поток развивает невероятную скорость — около 3 метров в секунду.

Под воздействием плазмореза металл просто начинает плавиться, а кислород выдувает расплавленные капли.

Ключевые преимущества

К достоинствам следует отнести:

• высокая обрабатываемость металлов резанием — можно использовать любые, даже тугоплавкие и прочные материалы;
• большая скорость;
• любое направление сопла, возможность художественной резки;
• максимальная толщина стали;
• хорошее качество кромки;
• экологическая чистота, малый выброс веществ в атмосферу;
• безопасность, поскольку нет взрывоопасных баллонов.

Экономия времени и средств

Так как срез получается чистым, а количество отходов минимальное, то получается сэкономить бюджет, ведь не требуется финишная обработка. Дополнительное преимущество — короткий срок выполнения операции и возможность установки ЧПУ. Это позволяет сократить длительность работы оператора.

Особенности лазерного метода

Еще один инновационный способ, который получил широкое распространение. Одно из достоинств — возможность работы не только с металлами, но и с деревом, пластмассой.

Описание

Лазерное излучение точечно нагревает сталь, она начинает плавиться, а затем испаряться. В зону работы подается газ (чаще всего кислород), который помогает избавиться от остатков, а также охлаждает область. Из-за высоких энергетических затрат способ используется только с тонколистовыми изделиями.

Преимущества метода

К достоинствам следует отнести:

• Нет механического контакта, поэтому минимизирован риск деформации даже самых хрупких деталей.
• Толщина обрабатываемого листа — от 0,2 до 300 мм в зависимости от материала.
• Высокая скорость.
• Небольшое количество отходов.
• Чистый срез.
• Максимальная точность.

Газовый способ

Второе название — кислородная резка. Струя газа воздействует на уже разогретую до 1100 градусов заготовку. Под воздействием кислорода происходит процесс горения. А сам поток выдувает остатки сплава. Необходимо отметить, что при взаимодействии происходит окисление крайнего среза, поэтому необходима последующая шлифовка.

Вывод

В статье мы рассказали про основы обработки металлов резанием. Способов множество, но технология остается прежней и используется повсеместно. Обращайтесь в ООО «Роста», если вы решили купить приспособления для промышленного пользования.

У нас в наличии и на заказ имеются ручные и полуавтоматические ленточнопильные станки, а также маятниковые, вертикальные и двухстоечные агрегаты. Цена на товары снижена в 1.5 — 2 раза по сравнению с зарубежными аналогами.

Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с менеджерами, мы с радостью поможем в выборе оборудования.

Лекционний материал по металлообработке на тему "Обработка металлов резанием"

Тема:  Обработка металлов
резанием

Обработка резанием является универсальным методом размерной
обработки.
Метод
позволяет обрабатывать поверхности деталей различной формы и размеров с высокой
точностью из наиболее используемых конструкционных материалов.

Он обладает малой энергоемкостью и высокой
производительностью. Вследствие этого обработка резанием является основным,
наиболее используемым в промышленности процессом размерной обработки деталей.

1.
Сущность и схемы способов обработки

 Обработка   резанием   —   это процесс
получения детали требуемой геометрической формы, точности размеров,
взаиморасположения и  шероховатости поверхностей за счет механического срезания с
поверхностей заготовки режущим инструментом материала технологического припуска в
виде стружки.

Основным режущим элементом любого инструмента является
режущий клин. Его твердость и прочность должны существенно превосходить твердость
и прочность обрабатываемого  материала, обеспечивая его режущие свойства.

К инструменту прикладывается усилие резания, равное силе
сопротивления материала резанию, и сообщается перемещение относительно заготовки
со скоростью.

Под действием приложенного усилия режущий клин врезается в
заготовку и, разрушая обрабатываемый материал, срезает с поверхности заготовки
стружку.

Стружка образуется в результате интенсивной упругопластической
деформации сжатия материала, приводящей к его разрушению у режущей кромки, и сдвигу
в зоне действия максимальных касательных

напряжений
под углом. Величина зависит от параметров резания и свойств обрабатываемого 
материала. Она составляет ~30° к направлению движения резца.

 Внешний вид стружки характеризует процессы  деформирования
и разрушения

материала,
происходящие при резании. Различают четыре возможных типаобразующихся стружек:
сливная, суставчатая, элементная и стружка надлома

В процессе резания режущий клин, испытывая интенсивное трение,
контактирует с материалом стружки и обработанной поверхностью в контактных
зонах.

Для снижения сил трения и нагрева инструмента применяют принудительное
охлаждение зоны резания смазочно-охлаждающими средами (СОС),подавая их в зону
резания специальными устройствами.

Детали и инструменты закрепляются в
специальных органах станка или

приспособлениях.
Станок, приспособление, инструмент и деталь образуют силовую систему (СПИД),
передающую усилие и движение резания от привода станка режущему инструменту и
детали.

2. Параметры технологического процесса резания

К основным параметрам режима резания относятся
скорость главного движения резания, скорость подачи и глубина резания. Скорость
главного движения резания (или скорость резания) определяется максимальной
линейной скоростью главного движения режущей кромки инструмента. Эта скорость
выражается в м/с.

Если главное движение резания вращательное, как при
точении, сверлении, фрезеровании и шлифовании, то скорость резания будет определяться
линейной скоростью главного движения наиболее удаленной от оси вращения точки
режущей кромки — максимальной линейной скоростью главного движения

При строгании и протягивании скорость резания v
определяется скоростью перемещения строгального резца и протяжки в процессе
резания относительно заготовки.

При хонинговании и суперфинишировании скорость резания
определяется с учетом осевого перемещения инструмента. Скорость резания
оказывает наибольшее влияние на производительность процесса, стойкость
инструмента и качество обработанной поверхности.

Подача инструмента определяется ее скоростью vs. В
технологических расчетах параметров режима при точении, сверлении, фрезеровании
и шлифовании используется понятие подачи на один оборот заготовки So и
выражается в мм/об.

Подача на оборот численно соответствует перемещению инструмента
за время одного оборота. При строгании подача определяется на ход резца. При
шлифовании подача может указываться на ход или двойной ход  инструмента.

Подача
на зуб при фрезеровании определяется числом зубьев Z инструмента и подачей на
оборот:

Sz = So /
Z               (2.4)

Глубина резания А определяется расстоянием по нормали от обработанной
поверхности заготовки до обрабатываемой, мм. Глубину резания задают на каждый
рабочий ход инструмента. При точении цилиндрической поверхности глубину резания
определяют как полуразность диаметров до после обработки:

h = (Dur — d) /
2           (2.5)

где d — диаметр обработанной поверхности заготовки, мм. Величина
подачи и глубина резания определяют производительность процесса и оказывают большое
влияние на качество обрабатываемой поверхности.

3. Геометрические параметры

режущего инструмента определяются углами, образуемыми
пересечением поверхностей лезвия, а также положением поверхностей режущих
лезвий  относительно обрабатываемой поверхности и направлением главного
движения. Указанные параметры идентичны для различных видов инструмента, что
позволяет рассмотреть их на примере резца, используемого при точении.

•      
  Углы резца по передним и задним поверхностям измеряют  в  определенных координатных
  плоскостях. Главный передний угол α1— угол между передней 
  поверхностью  лезвия  и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания;
  главный задний  угол  α2  –
• угол
  между задней поверхностью лезвия и плоскостью резания; угол  заострения α3 – угол между
  передней  и  задней  поверхностями.  Из  принципа  построения углов следует,
  что
•  α1 + α2 + α3 = α/2.
•      
  Угол наклона режущей кромки α — угол в плоскости резания между режущей
• кромкой
  и основной плоскостью.
•      
  Углы в плане: главный угол в плане α – угол в основной плоскости между следом плоскости
  резания и направлением продольной подачи; вспомогательный угол в плане α' –
  угол в основной плоскости между вспомогательной режущей кромкой и обработанной
  поверхностью.