Особенности механической обработки металлов

Существует множество типов процессов механической обработки металлов. Об основных способах в этой статье рассказывают специалисты производственно-инжиниринговой компании «Металворк».

Механическая обработка удаляет нежелательный материал из детали для получения определенной формы или поверхности. Особенно это важно для промышленного сектора, поскольку здесь используется больше всего обрабатываемых деталей.

Токарная обработка

Это метод обработки заготовки, при котором для ее вращения используется токарный станок. Режущий инструмент движется линейно, удаляет лишний металл и создает заготовке цилиндрическую форму. Для создания различных форм режущий инструмент можно поворачивать под разными углами.

Токарную обработку можно выполнять вручную, на традиционном токарном станке, который требует постоянного контроля оператора, или на токарном станке с ЧПУ, которому «контролер» не нужен.

Токарная обработка позволяет получить вращающиеся, обычно осесимметричные детали со многими особенностями: отверстиями, канавками, резьбой, конусами и даже контурными поверхностями. Для токарной обработки используются револьверные токарные станки, токарные станки для двигателей и токарные станки специального назначения.

Сверление

Это процесс механической обработки, при котором с помощью многоточечных сверл делаются цилиндрические отверстия в заготовке. При сверлении вращающееся сверло находится перпендикулярно поверхности заготовки и делает вертикальные отверстия, диаметр которых равен диаметру сверла. Для углового сверления конфигурация станка может быть оснащена крепежными устройствами.

Сверло сконструировано таким образом, что позволяет металлическим отходам, то есть стружкам, выпадать из заготовки. Существует несколько типов сверл, каждое из которых используется для определенного применения. Например, для неглубоких отверстий – это точечные сверла, для расширения – патронные. Для изготовления медицинского и электронного оборудования, где требуется особая точность, применяются станки с ЧПУ.

Фрезерование

Это метод обработки, при котором для удаления лишнего металла с заготовки используются вращающиеся многоточечные режущие инструменты. Фрезерные инструменты бывают горизонтально или вертикально ориентированы и могут включать концевые, винтовые и фасочные фрезы. Базовые фрезы могут иметь трехосное движение (X, Y, Z), а более продвинутые модели имеют дополнительные оси. Фрезерование предполагает изготовление различных зубчатых колес, пазов или канавок в заготовках, обработку плоских и неровных поверхностей, а также обработку сложных форм.

Шлифование

При этом методе обработки металла с плоских и цилиндрических поверхностей удаляются небольшие количества материала. Шлифование поверхностей обычно является последним этапом перед чистовой обработкой: притиркой, хонингованием и суперфинишной обработкой. Двухдисковое шлифование – это еще один процесс, при котором детали один или несколько раз проходят между двумя шлифовальными кругами, вращающимися в противоположных направлениях.

Термическая обработка

Методы термообработки различаются в зависимости от металла. Производителям важно знать, какой метод термообработки подходит для удовлетворения их конкретных потребностей. Например, для чугуна и углеродистой стали подходит закалка, отжиг, цементация, азотирование и отпуск. Для меди и ее сплавов – отжиг, старение, закалка.

Термическая обработка металлов помогает изменить их свойства: увеличивает твердость, повышает износостойкость, улучшает электрические и магнитные свойства.

Распиловка

Для этой операции используются отрезные станки. Пилы применяются вертикальные и горизонтальные ленточные с зубчатыми лентами. Скорость ленты варьируется в зависимости от того, какой металлический материал распиливается, при этом для некоторых жаропрочных сплавов требуется медленная скорость 900 см в минуту. Более мягкие материалы, например, алюминий, требуют большей скорости.

Электроэрозионная обработка

Это нетрадиционная форма прецизионной обработки, при которой для удаления лишнего материала с заготовки вместо механической силы используется тепловая энергия. В процессе задействованы электрод и заготовка, разделенные диэлектрической жидкостью, которая разрушается в месте электрического разряда, образуя искру с температурой от 8000 до 12000°C. Инженеры часто обращаются к электроэрозионной обработке, когда фрезерование и токарная обработка с ЧПУ не могут обеспечить желаемый рез, например, острые внутренние углы или особенно глубокую полость. Однако электроэрозионное воздействие работает только с электропроводящими материалами – закаленной сталью, титаном и алюминием.

В зависимости от используемой заготовки или материала, а также желаемого результата, обработка предполагает использование разнообразного инструментария и методов. Для достижения наилучшего дизайна и характеристик конечного продукта процесс обработки металлов может включать механические, абразивные, термические или химические методы удаления материала.