Металлообработка

Металлообработка — технологический процесс изменения формы, размеров и качеств металлов и сплавов. Во время технологических процессов обработки металлов различными методами меняются форма и размер металла, а также могут меняться физико-механические свойства металлов.

Для обработки металлов с целью их изменения и достижения поставленных целей применяются различные методы обработки металлов. Основными методами обработки металлов являются:

1. Литьё
2. Обработка металлов давлением
3. Механическая обработка
4. Сварка металлов

При металлообработке изменяется форма и размеры металла, деталям придается желаемая форма при помощи одного или нескольких методов обработки металла. Надежность любого производства, любой металлической конструкции зависит от качества выполнения металлообработки.

Металлообрабатывающий завод — общее название для заводов, изготавливающих продукцию с применением перечисленных видов обработки металлов.

История обработки металлов

См. также: История производства и использования железа

История производства и использования железа берет свое начало в доисторической эпохе, скорее всего, с использования метеоритного железа. Выплавка в сыродутной печи применялась в XII веке до н. э. в Индии, Анатолии и на Кавказе. Также отмечается использование железа при выплавке и изготовлении орудий и инструментов в 1200 году до н. э. в Африке южнее Сахары. Уже в первом тысячелетии до н. э. использовалось кованное железо. Об обработке железа упоминается в Священном Писании (Быт. 4:22).

Литейное производство

Обработка металлов литьём состоит в том, что расплавленным металлом заливают специальные формы, в которых металл остывает и принимает соответствующую форму. Полученная таким образом литая деталь называется отливкой.

Технологический процесс литейного производства состоит из нескольких стадий и этапов:

• подготовки формовочных и стержневых смесей;
• изготовления форм и стержней;
• плавки металла;
• сборки и заливки формы;
• удаления отливок из формы;
• при необходимости термическая обработка отливок.

Отливки изготовляют из различных видов как чёрных, так и цветных металлов: чугуна, стали, медных, алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов, обладающих необходимыми для дальнейшего использования отливок технологическими и техническими свойствами. Наиболее распространённым для производства отливок является чугун — самый дешевый материал, обладающий высокими литейными свойствами и относительно низкой температурой плавления.

Литье применяют для изготовления самых различных деталей: станин металлообрабатывающих станков; блоков цилиндров двигателей автомобилей, тракторов; поршней; поршневых колец; радиаторов отопления и других деталей.

Для изготовления литейной формы, полость которой представляет собой отпечаток будущей отливки, используют формовочные смеси. В качестве материалов для формовочных смесей применяют формовочную (горелую) землю, а также кварцевый песок, формовочную глину и добавки: каменноугольную пыль, сульфитный щёлок (отходы бумажного производства) и другие. Выбор состава формовочной смеси зависит от веса и толщины стенок отливок и химического состава заливаемого металла.

В индивидуальном и мелкосерийном производстве литейные формы выполняют ручным способом, используя деревянные модели или металлические модели. В массовом производстве литейные формы изготавливают на специальных машинах по модельным плитам, представляющим собой металлическую плиту с прочно закрепленными на ней частями модели и в двух опорах.

Для получения в отливках необходимых полостей и отверстий применяются специальные стержни, которые изготавливаются из стержневой смеси в специальных ящиках. Стержневая смесь обычно состоит из малоглинистого песка и связующих веществ, льняного масла и его заменителей, сульфитного щелока, декстрина (продукта производства крахмала), канифоли и других.

Металл, из которого делают отливки предварительно плавят. Чугун плавят в вагранках (шахтных печах), сталь — в конвертерах или дуговых и индукционных электрических печах. Металлы для цветного литья плавят в плавильных тигельных горнах.

После заливки и охлаждения отливку вынимают из формы, очищая её от заусениц, остатков литников и пригоревшей земли.

Обработка металлов давлением

Обработка металлов давлением включает технологические процессы, в результате которых изменяется форма металлической заготовки без нарушения её сплошности за счёт относительного смещения отдельных её частей, то есть путём пластической деформации. При обработке металла давлением широко используются способность металлов в определенных условиях под воздействием приложенных внешних сил изменять, не разрушаясь, размеры и форму и сохранять полученную форму после прекращения действия сил.

При обработке металлов давлением потери металлов по сравнению с другими видами металлообработки меньше, поэтому этот метода обработки металлов расширяется. Кроме того, при обработке металлов давлением существует возможность обеспечения высокого уровня механизации и автоматизации технологических процессов.

Обработкой металлов давлением могут быть получены изделия с постоянным или периодически изменяющимся поперечным сечением (прокатка, волочение, прессование) и штучные изделия разнообразных форм (ковка, штамповка), соответствующие по форме и размерам готовым деталям или незначительно отличающиеся от них.

Основными технологическими процессами обработки металлов давлением являются:

1. Прокатка
2. Волочение
3. Прессование
4. Ковка
5. Штамповка

Прокатка — процесс пластического деформирования тел, между вращающимися приводными валками. Слова «приводными валками» означают, что энергия необходимая для осуществления деформации передается через валки, соединенные с двигателем прокатного стана. Деформируемое тело можно протягивать и через неприводные (холостые) валки, но это будет не процесс прокатки, а процесс волочения. Прокатка относится к числу основных способов обработки металлов давлением. Прокаткой получают изделия (прокат) разнообразной формы и размеров. Как и любой другой способ обработки металлов давлением прокатка служит не только для получения нужной формы изделия, но и для формирования у него определенной структуры и свойств.

Обработка металлов резанием

Резание это набор процессов в которых материал принимает определённую геометрию с помощью удаления лишнего материала с помощью различных видов инструментов, то есть оставшаяся часть материала — это и есть то, что требовалось сделать.

Нарезка резьбы

См. также: Резьба

Обработка напильником

См. также: Напильник

Связанные процессы

Эти процессы не являются главными процессами металлообработки. Они часто выполняются до или после основных процессов металлообработки.

Ссылки

• Группа новостей Металлообработка в Usenet
• Выставка «Металлообработка» в ЦВК «Экспоцентр»