Металлических деталей существует целая масса, они отличаются своей формой, весом, качеством, поэтому и виды обработки металлов резанием тоже будут отличаться друг от друга. Для изготовления любой детали понадобится металлический материал, им может выступать: сварные заготовки, пластмассы, штамповки, отливки сортовой прокат, поковки. Такие названия можно соединить в одну группу под названием «заготовки».
Чтобы деталь соответствовала всем заданным параметрам, токарь или фрезеровщик должен снять с заготовки весь лишний металл. До получения нужной формы, мастер будет обрабатывать деталь используя, станок для резки металла или слесарное ручное оборудование. Тот ненужный снятый слой металла называется «припуском на обработку». В этом и состоит вся сущность обработки металлов резанием.
Обработка металла
Существующие способы резания металла
Давайте подробно рассмотрим основные методы обработки металлов резанием, какие они бывают, чем выполняются и т. д.
1. Точение (обточка). Выполняется, когда заготовка не слишком отличается размерами от нужной детали. Этот процесс может выполняться на таком оборудовании (станках): токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных, долбежных, строгальных и т. д. Для этого резания используют резец токарного станка. Процесс происходит при большой скорости вращения детали, которую ей обеспечивает резец. Это движение называется «главным». А резец двигается медленно и поступательно, вдоль или поперек. Такой вид движения имеет название «движение подачи». Скорость резания определяется главным движением.
2. Сверление. Это методы обработки металлов резанием, где название говорит само за себя. Происходит на любом станке, где есть сверло. Заготовка зажимается прочно в тисках, а сверло вращается медленными поступательными движениями по одной прямой. В результате, в детали появляется отверстие с диаметром равным размеру сверла.
3. Фрезерование. Такие способы обработки металлов резанием могут выполняться лишь на специальных столах-станках — горизонтально-фрезерных. Главным инструментом станочника выполняющего фрезерную обработку металла, которое и совершает главное движение, является фреза. Движение подачи производит в продольном направлении заготовка, оно происходит под прямым углом относительно движению станка. Будущую деталь крепко зажимают на столе, и все время она остается неподвижной.
4. Строгание. Происходит на поперечном строгательном оборудовании, станках. Обработка заготовки происходит резцом, выполняющим медленные движения по заданному направлению и обратно. Главное движение принадлежит инструменту — немного изогнутому резцу. Движение подачи совершает заготовка, при чем, оно не сплошное, а прерывистое. Направление последнего движения прямо перпендикулярно главному. В этом виде станков движение резания высчитывается путем сложения рабочего и холостого ходов.
5. Шлифование. Мероприятие выполняется при помощи шлифовального круга на кругло шлифовальных станках. Режущий круг делает вращательные движения, а заготовка получает прямолинейную и круговую подачу, но если вытачивается деталь цилиндрической формы. Когда предметом обработки есть плоская поверхность, то заготовка получает подачу лишь в прямом направлении.
Проходившая выставка в Москве «металлообработка 2013» поражает наличием современного оборудования. фото оборудования с которой представлены в следующем сюжете :
Подача
Подача S – величина (путь) перемещения режущей кромки за один оборот обрабатываемой заготовки, либо за один ход заготовки или инструмента в направлении движения подачи, мм/об, мм/дв.ход.
Подачу назначают из условия обеспечения требуемой шероховатости обрабатываемой поверхности. Обычно работают на Sпр = (0,20…0,25) мм/об. Высокая чистота получается при работе на Sпр = 0,03…0,05 мм/об.
Эти параметры элементы режима резания t и S непосредственно влияют на размеры снимаемой стружки, так:
а – толщина срезаемого слоя, расстояние между двумя последовательными положениями главной режущей кромки за один оборот заготовки определяется а = S · sinφ;
в – ширина срезаемого слоя, расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по поверхности резания: в=t/sinφ.
Заштрихованная площадь называется площадью поперечного сечения срезаемого слоя F:
F = t · S = a · b, мм2.
Основная терминология при резании металлов
Глубиной резания называется толщина металла, выраженная в миллиметрах, которая удаляется при одном движении станка. Подачей принято называть расстояние в миллиметрах, совершаемое за одно движение режущего предмета или на которое он передвигается за один свой оборот. Скорость резания — это длина, описанная в метрах, которая понадобится для работы станка за определенно взятый отрезок времени. Такой единицей измерения принято брать минуту.
Для тех, кто хочет лично разобраться в подробностях, достаточно набрать в поисковике — обработка металлов резанием справочник технолога.
Для любого вида резания нужно приложить усилия, чтобы помочь инструменту отделить слой металла. Такие усилия называются «усилиями резания», именно это понятие помогает найти сопротивление резанию. Сила, с которой материал противостоит инструменту, называют «коэффициентом резания», для каждого металла он различный. Размер этой величины берется с сечением в 1 мм².
Какие бывают станки по назначению, мы уже описывали выше, а вот по уровню автоматизации они бывают: гидрофицированные, оснащенные программным управлением, автоматы и полуавтоматы.
В обработке металла давлением есть разные методы, которые используются в самых различных отраслях. Хотите сделать металлическую печку для бани самостоятельно? Как соорудить ее своими руками, читайте в этой статье.
Финальным этапом работы с металлом является его закалка. Как правильно ее производить, читайте в статье по https://elsvarkin.ru/texnologiya/texnologiya-zakalki-i-otpuska-stali/ ссылке.
Глубина резания
t – глубина резания, величина снимаемого слоя металла, измеряемая перпендикулярно к обработанной поверхности и снимаемая за один проход режущего инструмента:
, мм;
где Dзаг – диаметр обрабатываемой поверхности, мм;
d – диаметр обработанной поверхности, мм;
Глубина резания t принимается обычно равной припуску. При чистовом проходе t должна быть не более 1…2 мм.
Рисунок 4.1 – Элементы резания и геометрия срезаемого слоя
Для чего предназначен каждый станок
- Токарные станки производят отверстия в цилиндрах и конусах. Им можно нарезать резьбу, просверлить или зенкеровать. Инструментом этого станка есть резцы разных типов.
- Сверлильные станки делают такие же операции, как и токарные, но еще умеют растачивать резьбы или отверстия. Работа выполняется при помощи сверл, энкеров, разверток, метчиков, резцов.
- Фрезерные станки предназначены для работы с плоской поверхностью или фигур, которые сложно сконструированы. Такие операции проводятся с помощью множества лезвий, которые имеет фреза. Такой инструмент тоже имеет свою классификацию.
- Строгальные станки работают с помощью резцов. Обрабатывают плоские и фасонные заготовки, могут выстрогать траншею.
- Шлифовальные станки шлифуют с высокой точностью, производят все отделочные работы. Инструмент такого станка — брус и круг.
- Зуборезные станки помогают вырезать зубья на детали формой конуса или цилиндра.
Если Вы захотите прочесть подобную информацию в несколько развернутом виде, то Вам понадобится учебник обработка металлов резанием, или регулярное издание такое как «журнал металлообработка и станкостроение».
Какие бывают инструменты для металлообработки
Инструменты для металлообработки бывают следующих видов:
- Режущие, предназначенные для разделения металлических листов или любых других заготовок на части. Изготавливаются из закалённой или легированной стали, а также сплавов на их основе, твёрдость которых превышает прочность обрабатываемого материала.
- Абразивные, используются для черновой или финишной обработки заготовок: полировки, шлифовки, зачистки с целью достижения нужного уровня шероховатости. В отличие от режущих инструментов могут быть гибкими, пластичными. Изготавливаются из различных материалов, стойких к трению и обладающих высокой прочностью.
Режущие инструменты бывают только металлическими, твёрдыми, сохраняющими свою форму и геометрические размеры во время обработки и после её завершения. Режущая часть имеет клиновидную форму, которая позволяет легко проникать в слои материала и под механическим воздействием снимать часть металла.
Абразивное оборудование бывает жёстким (круги) или гибким (ленты, наждачные бумаги, ткани). Общее сходство заключается в наличии на их рабочей поверхности абразивного слоя, который может обрабатывать наружные слои материала в зависимости от прилагаемого усилия. Гибкие абразивы позволяют зачищать нелинейные поверхности.
Читать также: Схема подключения электродвигателя компрессора 220в
По способу механизации инструменты бывают следующих типов:
- Механические предназначены для ручной обработки. Применяются для разового или постоянного частного или промышленного использования. Отличаются простотой конструкции, низкой производительностью и себестоимостью обработки.
- Автоматические используются для серийного производства деталей. Обеспечивают высокую производительность обработки, функциональностью, точностью резки, минимизируют трудозатраты. Имеют сложную конструкцию, требуют периодических обслуживаний, отличаются от ручных низкой вероятностью изготовления бракованных деталей.
Процесс снятия стружки всеми способами имеет одинаковый принцип. Режущая часть под действием приложенной силы воздействует на обрабатываемую поверхность, врезается в неё, углубляется и происходит скалывание или снятие стружки.
Сдвиг стружки обычно происходит под углом от 135 до 155 градусов. От угла резания и точения режущей кромки зависит износ инструмента и качество резания. При обработке металла происходит нагрев, поэтому необходимо выбирать оптимальную скорость воздействия, чтобы не допустить затупления режущей кромки.
Производители инструментов оп обработке металла
Есть производители, которые делают уже несколько десятилетий качественное оборудование для металлических заготовок. При этом представлены как отечественные, так и импортные компании.
Отечественные
Наиболее распространено в России оборудование ЗАО «НИР». Для производства оборудования компания применяет сплавы особой твердости. Основные преимущества их продукции:
- высокая износостойкость;
- есть возможность быстро сменить инструмент;
- имеется нанопокрытие;
- низкие затраты на заточку.
Не отстает по показателям и «Московский инструментальный завод». Изделия уже несколько десятилетий основаны на мировых стандартах. С использованием такого оборудования можно без проблем создать самую нестандартную резьбу, обработать на токарном станке муфту, трубу и любую другую деталь.
Импортные
Зарубежные заводы выпускают качественные инструменты, которые используются по всему миру. Одним из лидеров является израильская компания ISCAR, которая выпускает инструменты для точения, сверления, фрезерования.
Для обработки титана, алюминия, нержавеющий стали, чугуна можно использовать крепкий и надежный немецкий инструмент фирмы АРНО.
В пятерку лидеров входит и японская фирма SUMITOMO. Свое оборудование они производят из твердых сплавов, алмазов и с применением CBN. Продукцию используют для токарной и фрезеровальной работы разных уровней сложности.
Различия по размерам
При выборе любого инструмента важно обратить внимание на его размеры. Напильники бывают 6 классов, которые различаются по точности обработки.
Полезно знать. Токарных резцов существует более 20 видов. Они подразделяются на левосторонние и правосторонние.
Плашки или лерки, которыми нарезают резьбу отличаются по системе измерений. Она может быть в миллиметрах или в дюймах.
Слесарно-ремонтные работы
Существуют слесарно-ремонтные работы, заключающиеся в замене или исправлении поврежденных и изношенных деталей, изготовлении недостающих деталей, сборке узлов, механизмов и даже целой машины, выполнении подгоночных работ и работ по регулировке собранных механизмов и проведении испытаний готовой машины. У каждого слесаря имеется свое рабочее место — небольшой участок производственной площади цеха, где есть все необходимое оборудование: ручные инструменты для обработки металла, контрольно-измерительные приборы, вспомогательные приспособления.
Основным оборудованием рабочего места для слесарной обработки является слесарный верстак с тисками, закрепленными на нем, и набором необходимых рабочих и контрольно-измерительных инструментов и приспособлений. Чтобы на рабочем месте можно было перемещать деталь или узлы массой более 16 кг, оно должно обслуживаться кранами или подъемниками. Для выполнения сборочных или разборочных работ рабочие места оснащают стендами, конвейерами, рольгангами, специальными тележками или другими транспортирующими устройствами.
Оценка режущих качеств инструмента
Стойкость режущего инструмента измеряется длительностью его использования – в минутах – между переточками, при сохранении параметров износа режущей части, необходимых для выполнения работ с соответствующим качеством.
Режущие качества инструмента определяются его возможностями выполнять операции резания материалов. Чтобы охарактеризовать и сравнить режущие свойства инструмента наиболее точно, следует выбрать некоторое количество заготовок одного типа, прошедших обработку данным инструментом, и обозначить основные параметры, в том числе:
- длину рабочего хода инструмента;
- рассчитать общую длину заготовок и площадь обработанной поверхности;
- объем стружки (срезанного слоя);
- определить число переточек и период стойкости инструмента.
Какое предназначение у инструмента для металлообработки
Шлифовальный инструмент для металлообработки представляет собой абразивные зёрна, связанные специальными связующими материалами. Форма зёрен отличается наличием острых кромок разных размеров, которые при касании металла способны снимать с него слои определённой толщины.
К шлифовальным инструментам относятся: бруски, наждачная бумага, ткани со специальными покрытиями, круги.
Для резки могут применяться резцы, фрезы, свёрла, метчики, протяжки. Они подбираются таким образом, чтобы их твёрдость была выше, чем у обрабатываемых материалов.
Резание металла толщиной 4–7 мм выполняется ножницами по металлу или лобзиком, либо ножовкой. Слой от 5 мм удобно резать болгаркой.
В слесарных или кузнечных работах могут использоваться ручники, молотки, кувалды, фасонные молотки. Ручники применяются для определения силы удара и указания точного места для обработки. Кувалды используются для холодной деформации заготовок.
Художественную обработку металлов можно выполнять фасонным молотком. Он позволяет выбивать рельефные поверхности за счёт наличия выгнутого или широкого плоского и закруглённого бойков.
Для чеканки применяют следующее оборудование:
- трещётки, крюки для намётки рельефных заготовок;
- бобошники, канфарники, лощатники для создания необходимого рельефа;
- сечки для чеканки линий, полукруглых или изогнутых линий;
- фигурные чеканы (трубочка, сапожок, утюжок, канфарник, пурошник, лощатник), используемые для создания серии одинаковых мелких детализированных узоров.
