Металлообработка в Красноярске

Производство изделий из стали, цветных металлов, а также сплавов требует обработки металлических заготовок посредством фрезерования, нагревания, токарных, координатно-расточных, полировальных работа, а также шлифовки, сварки и др. операций. Для этого используются различные виды станков и стендов, а также ручное оборудование. В этой статье мы расскажем о различных видах металлообработки и о технологиях работ с металлическими заготовками.

Виды металлообработки

В настоящее время при подготовке металлических заготовок используются следующие виды их обработки:

• Фрезерование;
• Токарные работы;
• Координатно-расточные работы;
• Полировка;
• Шлифовка;
• Слесарные работы;
• Сварка;
• Термическая обработка.

Фрезерование

Фрезерованием называется способ механической обработки заготовки, в процессе которой фреза совершает вращательное движение, а заготовка – поступательное. Для фрезерования используются различные виды станков: универсально-фрезерные, вертикальные консольно-фрезерные, горизонтально-фрезерные, продольно-фрезерные, токарно-фрезерные и другие. Сегодня большая часть таких станков имеет ЧПУ, что позволяет выполнять операцию фрезерования с высокой точностью. Обработка заготовок производится посредством дисковых, цилиндрических, угловых, торцевых и фасонных фрез.

Фрезерование необходимо для того, чтобы проводить отрезку металла, а также для шлифовки заготовок, нанесения на них гравировки или узоров, выполнения токарных и других видов работ. В набор для фрезерования включаются несколько многозубчатых, режущих фрез. При этом способ их крепления в станке определяет тип работы (горизонтальное либо вертикальное фрезерование).

Выбор фрез осуществляется на основе того, какого назначение обработки. Так, для плоских поверхностей применяются торцевые либо цилиндрические фрезы.

Классификация операций фрезерования

В зависимости от того, какая фреза используется, данную операцию классифицируют на несколько видов: торцевое, концевое, цилиндрическое, зубчатое или фасонное фрезерование.

Торцевое фрезерование позволяет получить определенную форму деталей, что используется при вырезании в изделиях канаков, подсечек, окошек и т. р. Также, с помощью торцевой фрезы выполняют обратное фрезерование из внутренней части заготовок. Фрезерование торцов требуется для получения точных габаритов и облегчения монтажа детали.

Концевое фрезерование позволяет образовывать уступы в плоскостях вертикальной либо горизонтальной формы.

Цилиндрическое фрезерование дает возможность получить изделия в плоскостях посредством соответствующей фрезы в обратном направлении.

Фасонное фрезерование заключается в создании фасонных деталей неправильной формы (эллипсы, сферы и т. п.).

Станки для фрезеровочных работ могут быть лазерными или механическими. Направление вращения режущего инструмента может быть встречным (на зубья фрезы) или попутным (под зубья фрезы). Как правило, при обработке крупногабаритных массивных заготовок применяется фрезерование встречным способом, а окончательные работы – попутным. При встречной фрезеровке поверхность получается с шероховатостью, однако такой способ существенно снижает процент выбраковки деталей.

Технология фрезеровки

Как было сказано выше, для операции фрезерования могут использоваться механические станки или оборудование с программным управлением.

На механических станках фрезерование выполняется в три этапа:

1. Вначале необходимо провести подготовительные работы. При этом заготовку закрепляют на рабочем столе и запускают вращение режущей части станка.
2. Далее фреза немного соприкасается с заготовкой и отводится в исходное положение.
3. Оператор выставляет глубину обработки и снова запускает электродвигатель станка. По мере продвижения работы размер фрез меняются. Таким образом достигается максимальная производительность выполнения операции фрезерования.

На станках с ЧПУ фрезерная металлообработка сегодня весьма популярна, что связано с высоким уровнем точности и производительности данного оборудования.

Технология работы на станке с программным управлением заключается в следующем. Оператор настраивает программу, проверяет подвижные механизмы, натягивает ремни и фиксирует заготовки на рабочем столе, после чего включает электродвигатель. Затем программное обеспечение в автоматическом режиме контролирует выполнение операций. После создания заготовки требуемой формы готовая деталь снимается и процесс повторяется. Для производства деталей другой формы требуется перенастроить оборудования посредством пульта управления.

Токарная обработка

Токарные работы с металлическими заготовками требуют использования станков и режущего инструмента, с помощью которых с заготовки снимается слой металла необходимой толщины. Данный вид обработки выполняется посредством двух видов движений: вращения заготовки, зафиксированной в патроне либо в планшайбе и движения подачи, которое совершается инструментом при обработке деталей до заданных габаритов, формы и качества поверхности.

В частности, токарная обработка позволяет изготавливать валы, гайки, втулки, шкивы, кольца, муфты, зубчатые колеса и многие другие виды деталей.

Данный вид обработки предполагает получение готового изделия, соответствующего определенным стандартам качества. Для обеспечения контроля качества на токарных станках используют измерительные инструменты.

Принцип технологии токарной обработки металлов заключается в том, что инструмент, врезаясь режущей кромкой в поверхность заготовки, зажимает его. Чтобы снять слой металла, который соответствует величине такого врезания, инструменту требуется преодолеть силы сцепления в металле обрабатываемой заготовки. Результатом такого взаимодействия является формирование стружки. Выделяют несколько видов стружки: слитую, элементную, стружку надлома и ступенчатую.

• Слитая стружка формируется, когда на большой скорости обрабатываются заготовки из меди, олова свинца, мягкой стали и полимерных материалов.
• Элементная стружка образуется, когда на небольшой скорости обрабатываются заготовки из твердых и маловязких материалов.
• Стружка надлома формируется при обработке материалов с невысоким уровнем пластичности.
• Ступенчатая стружка характерная для обработки заготовок из стали средней твердости или алюминиевых сплавов на средней скорости.

Оборудование для токарной обработки

Основным оборудованием для проведения токарных работ на производстве является токарно-винторезный станок. Его конструкция включает в себя следующие основные элементы: переднюю и заднюю бабки, суппорт, станина и электродвигатели.

Координатно-расточные работы

Данный вид работ предполагает обработку заготовок резанием, что дает возможность выполнять металлообработку с высокой степенью точности, а также получить изделия с высоким уровнем чистоты поверхности.

Как правило, координатно-расточные работы являются финальным этапом механической обработки изделий. В частности, этот вид работ используется для обработки пуансонов, штифтовых держателей, отверстий полумуфт, а также для обработки посадочных мест деталей, которым требуется точное сопряжение между собой.

Координатно-расточное оборудование может быть вертикальным или горизонтальным. При этом координатно-расточные станки предназначены для обработки отверстий в кондукторах, приспособлениях и деталях, для которых важно соблюдать высокий уровень точности взаимного расположения отверстий. Кроме этого, на таких станках могут выполняться чистовые фрезерные работы, операции сверления, а также разметка и проверка линейных размеров.

На станках используются проходные либо упорные резцы, которые нужны для обработки сквозных или глухих отверстий.

Виды координатно-расточных работ

• Работа с наклонными взаимно-перпендикулярными отверстиями;
• Торцовая обработка поверхности;
• Работа с отверстиями с расположением осей в полярной системе координат;

Как правило, станки оснащаются оптическими устройствами, которые позволяют отсчитывать как целую, так и дробные части координатного размера. Они могут использоваться как в инструментальных, так и в производственных цехах металлообработки для точной обработки деталей без специальной оснастки. В условиях нормальной эксплуатации такой станок может обеспечивать точность установки межцентровых расстояний в прямоугольной системе координат 0,004 мм и в полярной системе — 5 угловых секунд. Точность расстояний между осями отверстий, обработанных в нормальных для координатного растачивания условиях, 0,006 мм.

Полировальные и шлифовальные работы

Шлифовка и полировка используются для приведения поверхности изделий в нужное состояние. Шлифовка дает возможность выровнять поверхность твердого материала и выполняется посредством применения абразивов.

Полировка – это операция, которая выполняется для максимального сглаживания поверхности до появления блеска.

Данные операции при работе с металлическими заготовками следуют одна за другой. Первым этапом выполняется шлифовка. Ее применяют для удаления с поверхности заусенцев, заготовок, снятие окалин, неровностей, а также для приведения габаритов изделия к требуемым и корректировки формы. Для шлифовки используются специальные шлифовальные круги, размещенные на станках.

Используются станки шлифовальные станки общего назначения либо специализированные, которые применяются для обработки отдельных типов деталей.

Полировка представляет собой финишную обработку деталей, и этот процесс зачастую не удается полностью автоматизировать. Тем не менее, с целью повышения производительности данной операции сегодня на промышленных предприятиях внедряется электролитно-плазменная полировка металла. Данный вид полировки является экологически чистым и удовлетворяет санитарным нормам. Полирование изделий лучше осуществлять в два этапа, на первом провести очистку и обезжиривание поверхности, а на втором этапе – собственно полировку.

Слесарные работы

В этот вид работ входят обработка материалов, а также сборка и ремонт узлов из металлов и различных сплавов. Слесарные работы делят на подготовительные, обработку в размер и подгоночные.

Подготовительные работы включают в себя разметку металла, рубку, рихтование, гибку и резку сталей и сплавов. Данные операции являются начальными и направлены на получение заготовки для дальнейшей ее обработки или передачи на участок термической обработки.

Данные работы характеризуются низкой производительностью и высокой трудоемкостью. Вместо рубки листового материала зубилом и вручную, практически все промышленные предприятия используют станок лазерной резки с числовым программным управлением.

В размерной обработке относят опиливание контура изделий, просверливание отверстий и нарезание внутренней и наружной резьбы, а также другие виды слесарных работ. Их назначение и главная задача – получение изделие заданной формы и с характеристиками шероховатости поверхностей.

Подгоночные работы относятся к финишной обработке. Они включают в себя полировку, притирку, доводку, припасовку и шабрение.

Для осуществления слесарных работ применяются следующие виды инструмента: измерительный, разметочный, фиксирующий, ударный, режущий и сборочный.

Сварочные работы

Сваркой называют процесс неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их нагревании или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого.

На предприятиях сварочные работы могут выполняться ручным, автоматическим или полуавтоматическим способами.

При ручной сварке дуга зажигается, происходит взаимодействие между электродами и металлическими изделиями. Во время работы происходит короткое замыкание электродов до большой температуры.

В процессе полуавтоматической сварки проволока из электродов подается с переменной или постоянной скоростью. На зону, где осуществляется сварочный процесс, должен обязательно поступать активные или инертные газы, или их смесь.

Термическая обработка

Сегодня термическая обработка металлических изделий включает в себя несколько технологий: термическое воздействие, темомеханические методики, а также термохимические технологии.

Термическое воздействие включает в себя закалку, старение, отпуск, криогенный нагрев. Термомеханические методики. Сопровождаются не только нагревом, но и механическими воздействиями. Термохимические технологии. После воздействия температурой происходит обработка различными типами жидкостей или газов, что может упрочнять сплав.