Обработка металла: основные механические способы
Сталь (металл) – невероятно прочный материал, востребованный в различных промышленных сферах. Какими способами его обрабатывают? В чем особенности методик?
Металлообработка: особенности
Специалисты, занятые в металлообработке, разбираются не только в способах реза, шлифовки и проката заготовок, но и нюансах поведения металла при определенных внешних воздействиях. Основные методики обработки следующие:
- Электрическая. Она позволяет закалить материал, а также сформировать отверстия небольшого диаметра;
- Механическая. Самая широкая группа, конкретных способов здесь множество;
- Химическая. В процессе используются кислоты и щелочи, контакт с металлом изменяет его свойства, он становится прочнее;
- Обработка давлением. Подгруппа, предполагающая воздействие на заготовку огромной силы, создаваемой, например, гидравлическим прессом. Допустимо комбинирование этого способа с нагревом;
- Температурная. Температура может не только повышаться, но и понижаться. Резкие нагревы и охлаждения также помогают изменить структуру материала, добиться необходимых свойств по твердости, упругости.
Металлообработка: подбор технологии
Нужно ориентироваться на технические параметры материала:
- Плотность;
- Химическая активность;
- Максимум и минимум температурного воздействия;
- Хрупкость
Также учитывается цель обработки. Если нужно получить максимально твердую сталь, выбирается один способ, если же акцент должен быть сделан на упругости – другой.
Электрические технологии обработки
Изменение структуры материала под электрическим воздействием используется достаточно активно. Суть процесса – воздействие высоковольтного разряда на небольшую область. Контакт искры с металлом провоцирует его интенсивный нагрев, наблюдаются процессы плавления и испарения, появляется отверстие.
Достоинство технологии – формирование ровного среза, отсутствие отходов. Предотвратить разлет частичек материала можно, добавив в зону работы маслянистую жидкость, которая сразу “ловит” их.
Сварная технология
Это базовый способ соединения пары и более металлических деталей. Формирование сварного шва построено на плавлении металла, образованной электрической дугой. По мере застывания, расплавленный металл становится, по сути, монолитным. Методы сварки различны, наиболее востребованные следующие:
- Ручная металлообработка, при помощи электродов;
- Полуавтоматическая, посредством присадки из проволоки.
- Аргоно-дуговая сварка
Подбор оборудования и методика выполнения подбирается индивидуально, в соответствии с обозначенными целями и соединяемыми материалами. Иногда сварке предшествуют дополнительные операции, чистка, формирование кромки.
Методы механической обработки
Технология, как правило, направлено на снятие верхнего слоя материала, в результате чего заготовка получает необходимую форму. Основные способы следующие:
- Сверление и точение. Сверление позволяет сформировать сквозное или глухое отверстие. Деталь фиксируется на столе специального станка, четко позиционируется относительно сверла необходимого диаметра и длины, запускается двигатель, делается отверстие. Точение – обработка заготовок в форме цилиндров и конусов при помощи токарного станка. Шаблон прочно крепится в шпинделе, начинает вращаться, токарь при помощи ручного инструмента снимает верхний слой;
- Шлифование и фрезерование. Фрезерный станок, в отличие от токарного, позволяет работать не только с цилиндрическими и коническими заготовками, но также с более сложными. Общий принцип похож, но заготовка статична, подвижный элемент – фреза. Задача шлифовки – формирование идеально гладкой или шероховатой поверхности. Мастер может использовать наждак различной фракции, именно зернистость определяет, какой окажется поверхность.
- Распил металла. Осуществляется при помощи ленточной пилы или ручных инструментов типа «болгарка».
Обработка давлением
Особенность всех методик – сохранение целостности материала при одновременной корректировке формы, для чего применяются штампы и прессы:
- Прокат позволяет получить трубы, листовой металл и другую подобную продукцию;
- Волочение. Оно необходимо для того, чтобы уменьшить сечение детали, для чего массивная заготовка протаскивается через ряд волоков;
- Прессование. Комбинированное воздействие давления и высокой температуры обеспечивает хороший результат обработки;
- Ковка. Самый древний способ обработки давлением, раньше использовались ручные молоты, сейчас – гидравлические или пневматические.
При использовании химических, термических методов обработки мастер должен максимально точно определить температуру и активное вещество, чтобы не повредить металл, выполнить все поставленные задачи.