Jak se nazývá proces zpracování kovů?

Kovoobrábění je technologický proces, při kterém jsou kovy nebo slitiny fyzikálně ovlivňovány speciálními nástroji. V důsledku toho se mění geometrické parametry materiálů nebo jejich fyzikální a mechanické vlastnosti. Výsledkem kovoobrábění jsou díly, sestavy a kovové konstrukce pro stavebnictví, domácí sféru a všechny druhy průmyslu.

Kovoobráběcí technologie

Dát materiálům specifikované velikosti, tvary a vlastnosti, různé druhy kovoobrábění:

1. Mechanické zpracování tlakem nebo řezáním – úder pomocí lisu nebo řezného nástroje.
2. Odlévání je odlévání dílů daného tvaru z roztaveného materiálu.
3. Svařování je spojování několika kovových prvků technologií svařování.
4. Tepelné zpracování je zahřívání neželezných kovů nebo oceli, jejich udržování na určité teplotě a ochlazování, aby se změnily jejich vlastnosti.
5. Umělecké zpracování – kování, umělecké odlévání nebo ražba. Výroba kovových výrobků s vysokou dekorativní kvalitou.
6. Elektrické zpracování, příklad – kalcinace. Zahrnuje průchod elektrického výboje kovem. Dochází k elektrojiskrovému a elektrochemickému zpracování, díky kterému je povrch lesklý.
7. Řezání – dělení obrobků na součásti určitých velikostí a tvarů. Kategorie kovoobráběcích zařízení zahrnuje laserové řezání, kyslíko-plynové a plazmové instalace, vrtací lisy a gilotiny, vrtačky a stroje vodním paprskem, vyvrtávačky a řezačky, soustruhy a frézky. V moderní výrobě dominuje bezkontaktní tepelné řezání.

Podle zadaných úkolů různé způsoby zpracování kovů se používají samostatně nebo se vzájemně kombinují.

Druhy obrábění kovů

Obrábění je nárazem na obrobek frézou, vrtákem, frézou nebo jiným nástrojem, aby měl určené rozměry. V tomto případě zůstává vnitřní struktura kovu nebo slitiny nezměněna. Všechny typy obrábění jsou rozděleny do 2 skupin:

1. Řezné operace jsou odstraňování materiálových přídavků z obrobku pomocí řezného nástroje kovoobráběcího stroje. Typ mechanické zpracování kovových výrobků závisí na vlastnostech opracovávaného povrchu, zadané třídě přesnosti, rozměrech součásti a hodnotách drsnosti. Technologie řezání se zpracovávají dlouhé válcované železné a neželezné kovy.
2. Ráz tlaku nebo nárazu, v jehož důsledku obrobek prochází plastickou deformací a získává požadovaný tvar při zachování celistvosti. Materiál se často zahřívá před aplikací tlaku, aby se snížila pevnost a tvrdost. Tváření kovů se používá ke zlepšení struktury a fyzikálních a mechanických vlastností materiálu, snížení jeho smršťovací pórovitosti a chemické heterogenity a zvýšení pevnosti a elasticity. V našem případě se jedná o ohýbání kovů nebo lisování kovů.

Metody obrábění řezáním

metoda

Vlastnosti

Použité vybavení

Soustružení, soustružnická práce

Obrobek upevněný ve vřetenu se otáčí určitou rychlostí a fréza instalovaná v podpěře provádí podélné a příčné pohyby. Takto se zpracovávají rotační tělesa ve tvaru kužele nebo válce, spirálové a šroubové plochy. Kromě hoblování (řezání třísek) zahrnují soustružnické operace lícování, řezání, srážení hran, vytváření drážek a zpracování zaoblení.

Soustružnické skupiny strojů.

Vytváření slepých nebo průchozích otvorů v obrobcích daného průměru a hloubky, včetně otvorů mnohostranných. Pro vrtání různých kovových výrobků se používají vrtáky z rychlořezných ocelí, vrtáky s tvrdými slitinami, borazon, diamant.

Vrtací skupinové stroje.

Druh polodokončování materiálů, při kterém jsou válcové a kuželové otvory v dílech uvedeny do požadované velikosti, hladkosti a třídy přesnosti. Provádí se pomocí masivních nebo osazených záhlubníků – vícebřitých nástrojů s osou otáčení.

Vrtačky a soustruhy. Méně často – vyvrtávání, frézování a kamenivo.

Technologie dokončovacího a dokončovacího obrábění kovů, při které se z povrchu dílů odstraňuje tenká vrstva materiálu. Výsledkem je, že výrobky jsou uvedeny do požadovaných rozměrů a dané úrovně drsnosti.

Brusky s brusnými kotouči různé zrnitosti, na neželezné kovy – diamantové nástroje.

Může být tvarovaný, koncový, obvodový a koncový. Rotační fréza působí na podélně se pohybující obrobek a vybrušuje potřebné prvky. Řezačka se pohybuje v několika směrech a umožňuje provádět mnoho operací. Takto se frézují profily, vytvářejí se drážky, podřezy, pera, jamky, dutiny a otvory, nanášejí se zkosení a závity.

Frézky s různými frézami.

Frézování ozubení, obrábění ozubení

Typ kovoobrábění čepele, díky kterému jsou ozubená kola evolventního profilu řezána s vysokou přesností, vynikající kvalitou povrchu, rovnoměrným stoupáním a hloubkou závitu. Takto se vyrábí šneková kola, všechny druhy dílů s přímými a šikmými zuby a válcová vnější ozubená kola.

Odvalovací frézky na ozubení s modulárními varnými deskami.

Druh obrábění kovů blízký hoblování. Hlavní nástroj, fréza, vykonává vratné pohyby, čímž dává obrobku požadované rozměry a tvary. Vyrábí drážky, drážky a zuby.

Vertikální drážkovací stroje, hoblovky, univerzální frézky, vertikální frézky s drážkovacími hlavami.

Metody tlakového obrábění

metoda

Vlastnosti

Použité vybavení

Používá se k výrobě plechů a trubek, hřídelí, pouzder, náprav, objímek, profilů. Může být podélný, příčný a příčný šroubovitý.

Válcovna s rotujícími válci.

Lisování – objemové a archové

Změna tvaru a velikosti obrobku pod tlakem razítka. Často se používá ve vztahu k tenkým plechům. Plech se vloží mezi matrici a razník, ohne a získá požadovaný tvar. Lisování může být za tepla a za studena, pulzní a válcování, oddělování a tvarování. Odrůdy separačního ražení jsou řezání, děrování, řezání. Tvarovací operace lisování zahrnují ohýbání, tvarování, tažení, krimpování a obrubování.

Lisovací lis. Hydraulický nebo klikový lis.

Pro stříhání – gilotinové nůžky, vibrační a kotoučové stroje.

Extruze studeného nebo zahřátého kovu na zařízení s vyměnitelnou matricí. Materiál je pod tlakem lisovacího razníku vytlačován otvorem v matrici a získává požadovaný tvar, hustotu a vlastnosti.

Tvorba výrobků s daným tvarem průřezu. Tvarové nebo kruhové profilové polotovary procházejí otvory menšího průřezu, stávají se tenčími a delšími. Takto se vyrábějí kovové tyče, profily, trubky a dráty. Kreslení může být studené a horké, suché a mokré, jednoduché a vícenásobné, hrubé a dokončovací.

Jedná se o ohřev určitých oblastí obrobku a jejich mechanickou deformaci. Zahřátá kovová tyč se deformuje a získá požadovaný tvar. Výsledkem jsou jedinečné produkty s vysokými estetickými kvalitami.

V ruční metodě – kladivo, v moderní výrobě – ​​lis.

Technologie odlévání

toto technologie zpracování kovů a slitin se používají k výrobě výrobků z litiny, oceli, slitin na bázi mědi, hořčíku, zinku a hliníku. Při odlévání se roztavený kov nalévá do forem a tuhne do odlitků.
specifikované velikosti a tvary. Existuje několik technologií odlévání, včetně metod využívajících přídavný tlak. Nové technologie odlévání umožňují vytvářet miniaturní odlitky s vynikající přesností.

Svařování

Svařování kovových prvků je technologie pro jejich pevné spojení do jediné konstrukce. Všechny metody svařování jsou rozděleny do 2 skupin:

1. Tavné svařování – elektrické (obloukové nebo kontaktní), pomocí elektrických obloukových strojů s elektrodami nebo poloautomatů s přídavným drátem.
   Na spoji se díly zahřejí na teplotu tání materiálů, jejich kapalné fáze se promísí a po ochlazení vytvoří pevný svar. Pro ochranu oblasti svařování před oxidací se používají elektrody se speciálním povlakem, svařování s přívodem inertního plynu a svařování pod tavidlem. Tento zrnitý prášek se při zahřátí roztaví a výsledným filmem chrání oblast svařování. Po proces zpracování kovů zbývající struska se snadno odstraní broušením.
2. Svařování plastickou deformací včetně svařování za studena – díly se stlačí (s nebo bez předběžného lokálního ohřevu) a vytvoří se svar. Vytápění se provádí plynem, elektrickým proudem nebo jinými prostředky.

Druhy tepelného zpracování

Технология

Proces

Výsledek

Zahřívání na hranici plasticity, držení a postupné ochlazování společně s pecí.

Zlepšení kujnosti, houževnatosti a plasticity, snížení pevnosti a tvrdosti, odstranění vnitřních pnutí, získání rovnovážné struktury.

Zahřívání a udržování na vysoké teplotě, poté rychlé ochlazení ve vodě nebo oleji.

Zvýšená pevnost, tvrdost díky nerovnovážné struktuře, odolnost vůči tlaku a tahu.

Sekundární ohřev, udržování a chlazení po vytvrzení. Vhodné pro vysokopevnostní oceli a kalené slitiny.

Kompenzace za nežádoucí účinky.

Pomalá a dlouhodobá změna teploty. Používá se pro slitiny kalené bez polymorfní transformace.

Posilování pevnosti a tvrdosti ocelí s obsahem Mg, Al, Ni, Cu.

Obdoba žíhání s chlazením na vzduchu.

Změna velikosti zrna, zlepšení tažnosti.

Změny chemického složení, struktury dílů a jejich povrchových vlastností. Nasycení jinými prvky. Vysoká teplota a dlouhá doba expozice.

Dodává slitině homogenní strukturu. Zlepšuje odolnost proti opotřebení, tvrdost, odolnost proti korozi, kontaktní odolnost a odolnost proti únavě.

Plastická deformace aplikovaná na slitiny hořčíku a hliníku.

Zvýšení hustoty dislokací krystalické struktury, zlepšení mechanických vlastností.

Druhy řezání kovů

Технология

Vlastnosti

Výhody

Zaostřený laserový paprsek taví plech přesně podél linie řezu.

Cenová výhodnost, všestrannost, vysoce kvalitní hrany, přesná a tenká linie střihu, úspora materiálu, automatické stříhání jakékoliv složitosti.

Stlačený řezací oblouk účinně řeže vodivé materiály: vysoce a nízkouhlíkové, vysoce legované a konstrukční oceli, nerezová ocel, litina, titan, bimetaly, neželezné kovy.

Rychlost a kvalita řezání, široké možnosti použití, hospodárnost.

Usměrněný paprsek technicky čistého kyslíku o teplotě nad 1000 °C spaluje materiál podél linie řezu a vyfukuje zplodiny hoření.

Efektivní řezání kovu o tloušťce 5 až 200 cm, včetně středně a nízkolegovaných uhlíkových ocelí o tloušťce 1 až 200 mm.

Na materiál je aplikován vodní paprsek smíchaný s abrazivními částicemi pod tlakem až 5000 atm. a řeže ji na molekulární úrovni.

Tvorba dílů složitých tvarů s přesnými rozměry. Zachování fyzikálních a mechanických vlastností materiálu. Eliminuje riziko deformace. Možnost řezání všech druhů kovů a slitin do tloušťky 300 mm.

Výběr technologií zpracování kovů

Metody zpracování dílů jsou vybírány v závislosti na zadaných úkolech, nutných změnách ve struktuře nebo vlastnostech kovu, rozměrech obrobků a finálních výrobků, stanovené třídě přesnosti a dalších faktorech. V našem výrobním závodě ve Fedorovsky, 40 km od Petrohradu, je k dispozici velká flotila high-tech zařízení pro různé druhy zpracování kovů. Jedná se o CNC řízené stroje, u kterých je lví podíl operací prováděn automaticky podle výkresů a parametrů zadaných do počítače.

V tomto článku se podíváme na různé typy zpracování kovů, včetně těch běžných, jako je svařování, tlak a odlévání.

Technologický proces, jako je obrábění kovů, zahrnuje změnu tvaru nebo vlastností kovů a slitin prostřednictvím fyzického působení na ně. Výhody takové technologie jsou známy již od starověku a neztrácejí svůj význam.

Hlavní kategorie

Metody zpracování kovů lze zhruba rozdělit do několika typů:

• Řezání, tedy mechanické zpracování;
• Svářečské práce;
• Změna tlakem;
• Elektrický;
• Chemikálie;
• Tepelný;
• Casting.

Nejstarší metodou je lití, kdy se kov narovná a poté odlije pomocí forem a po ztuhnutí se získá hotový výrobek. Metoda neztratila svůj význam ani nyní, je aktivně používána v různých odvětvích, protože je jednoduchá a efektivní. Výstupem jsou velmi odolné díly, díky absenci svarů.

Zvažme všechny uvedené metody v pořadí.

Metody zpracování kovů: klasifikace

Dále se blíže podíváme na to, co přesně jsou způsoby obrábění kovů: řezání, vrtání, soustružení, hoblování, broušení, frézování.

Řezání

Do této kategorie totiž patří nejen přímé řezy, ale i další vlivy, v jejichž důsledku se část kovu oddělí od obrobku tak, že se změní jeho konečný tvar.

Hlavní typy mechanického nárazu:

• Vrtání
  Vrták je zanořen do obrobku, který je stacionární. Otáčí se vysokou rychlostí kolem své osy, pomalu se pohybuje podél součásti a vytváří v ní kulatý otvor.
• Otáčení.
  Fréza je opatrně přistavena k dílu upevněnému v rotujícím nástroji a odbrušuje jeho horní vrstvu, dokud se rozměry obrobku nerovnají zadaným rozměrům. Obvykle jsou tímto způsobem vyrobeny válcové nebo jiné rotační tvary.
• Přísnost
  Fréza se pohybuje podél stacionárního obrobku, pokaždé se na konci dráhy odlomí, aby se vrátila a začala znovu. Někdy existují stroje, kde se obrobek pohybuje, ale fréza stojí. Tato vlastnost umožňuje vytvářet podélné drážky.
• Broušení
  K vyrovnání povrchů a jejich přípravě k dalšímu nátěru se používají rotační nebo podélné pohyby brusného materiálu, které postupně odstraňují tenké vrstvy z povrchu.
• Frézování
  Téměř univerzální možnost zpracování, protože fréza má několik pracovních ploch a několik možných směrů pohybu.

Každý typ operace má své vlastní vybavení a nástroje. K vytvoření jednoho dílu lze použít několik metod a jejich kombinací. Cílem je nejen vytvořit vysoce kvalitní díl, ale také to udělat co nejhospodárněji.

Zpracování kovů ve většině případů probíhá s přívodem chladicí kapaliny. Pro zajištění správné dodávky maziva se používají flexibilní hadičky a přívodní systémy chladicí kapaliny.

Svařování

Zpracování kovových částí svařováním zahrnuje spojení dvou nebo více prvků na koncích, rozích, překrývání nebo jakýmkoli jiným způsobem. Svařování může být automatické, poloautomatické a ruční a podle technologie se dělí na dva hlavní typy:

V průmyslovém měřítku se používají obě možnosti, ale pouze automatické, což minimalizuje účast operátora. Za zmínku také stojí, že existuje několik dalších typů svařování, ale používají se poměrně zřídka: laserové, tepelné (třecí), s elektronovými paprsky.

Zařízení pro automatické svařování je ve velkých průmyslových odvětvích považováno za cenově výhodné, a proto se používá i přes omezenou funkčnost. Poloautomatický režim znamená, že svářeč aplikuje šev, ačkoli přísady jsou dodávány v automatickém režimu. Ruční metoda, kdy si svářeč dělá vše sám, je vhodná pouze pro domácí účely a ve výrobě se nepraktikuje.

Do této kategorie patří takové druhy zpracování kovů, které nenarušují celistvost dílu, ale přesto mění jeho tvar. To zahrnuje především dva typy dopadů:

• Razítko
  Jsou použity dvě formy – razník a matrice – vzájemně zrcadlené. Mezi ně je umístěn kovový plech, po kterém jsou formy pevně přitlačeny k sobě, čímž se kov ohýbá. Pokud je plát silný, předehřejte jej, aby byl pružnější. Během procesu lisování se materiál může ohýbat, usazovat a roztahovat. Metoda je univerzální a vhodná pro výrobu mnoha různých předmětů. Tak vznikají například ráfky kol nebo pouzdra pro domácí spotřebiče.
• Kování
  Jedna z nejstarších metod. Zahřátím a následnými údery kladivem získá obrobek požadovaný tvar. V dnešní době podniky používají pro kování výkonné lisy a obrobky se ohřívají v indukčních nebo plynových pecích. Jsou také automaticky přenášeny z pecí na kovadlinu.

Ruční kování ještě nezastaralo – řemeslné předměty, například nože, se často vyrábějí ručně a jsou žádané. Kování, odlévání a ražení jsou považovány za „umělecké“ druhy zpracování kovů.

elektřina

Během procesu jsou kovové části vystaveny intenzivním elektrickým výbojům a v důsledku toho jsou částečně zničeny. Tímto způsobem se například opracovávají díly z tvrdých slitin, dělají se otvory do plechu, brousí se nástroje. Metoda má také pomocnou funkci: pomáhá odstranit zlomený hrot vrtáku z otvoru.

K provedení ošetření použijte elektrodu vyrobenou z mosazi nebo grafitu a přiveďte na ni vysoké napětí. Jiskra trochu roztaví kov a poté se rozstříkne. K zachycení jeho částic se používá specializovaný olej. Ultrazvukové obrábění kovů tedy označuje elektrické obrábění kovů. V tomto případě se v součásti tvoří vibrace s frekvencí 20 kHz nebo vyšší. Tato možnost se aktivně používá pro práci se šperky nebo nerezovou ocelí.

Tepelné zpracování

Aby se zlepšily fyzikální a mechanické vlastnosti materiálu, používají se na něj metody související s teplotou. Mezi nimi:

• Kalení
  Kov se nejprve zahřeje, dokud se neobjeví plasticita, nějakou dobu se udržuje, aby se stabilizovaly molekulární struktury materiálu, a poté se rychle ochladí ponořením do vody nebo oleje. Tvrzený kov je mnohem tvrdší než obvykle, ale zároveň křehčí. Používá se k vytváření konstrukcí, které téměř nepodléhají dynamickému zatížení, ale jsou vystaveny silnému statickému zatížení.
• Žíhání
  Kov se zahřívá, dokud se neobjeví plasticita, a poté se nechá postupně vychladnout bez vyjmutí z pece. Žíhání je jakýmsi opakem kalení; snižuje tvrdost materiálu, ale zvyšuje jeho tažnost, takže je vhodnější pro kování, válcování a lisování. Pomáhá zmírnit vnitřní napětí v oceli.
• Старение
  Obvykle se provádí pro umělecké účely – podstatou je donutit masu kovu k fázovým přeměnám. Tedy projít všemi fázemi, kterými materiál při přirozeném stárnutí prochází, ovšem ve zrychleném tempu.
• Dovolená
  Zpravidla se provádí po vytvrzení. Díl se zahřeje na vysokou teplotu (ale ne tak vysokou jako při kalení), načež se pomalu ochladí. To je to, co dělají při výrobě nástrojů. Operace pomáhá poněkud snížit křehkost, ke které dochází po vytvrzení.
• Normalizace
  Dodáním jemnozrnné struktury kovu se zvyšuje úroveň kujnosti při zachování dostatečné tvrdosti. Často se používá před kalením nebo řezáním. Postup je podobný jako při žíhání, ale výrobek se nechá vychladnout ne v peci, ale na vzduchu.

Jak vidíte, téměř všechny způsoby tepelného zpracování lze stručně popsat takto: ohřev a poté chlazení – zařazení závisí na konkrétní metodice.

Chemie

Kovové povrchy se ošetřují chemikáliemi v případech, kdy je třeba je připravit pro jiné operace nebo zlepšit estetické vlastnosti.

Proces zahrnuje vystavení kovu speciálním látkám, které mají příznivý vliv na odolnost proti korozi a vzhled. K čištění povrchu před nanášením barvy nebo zahájením svářečských prací můžete také použít chemikálie. Hojně se využívá i galvanický způsob elektrochemického ošetření, s jehož pomocí se nanášejí spolehlivé ochranné nátěry.

Casting

Odlévání kovů má určité vlastnosti ve srovnání s procesem odlévání jiných materiálů – například sádra, vosk, cement. Uvedené materiály tuhnou při pokojové teplotě a kov musí být před litím roztaven. Teplota tání kovů a jejich slitin se pohybuje od 230 do 1530 stupňů.

V závislosti na konkrétním kovovém prvku jsou podmínky pro tavení různé, ve výrobě se k tomu používají speciální pece. Když produkt po nalití vychladne, může začít další zpracování.

Závěr

Jakýkoli typ zpracování kovů vyžaduje specializované vybavení a zařízení vyžaduje náležitou péči. V našem internetovém obchodě si můžete zakoupit chladicí kapaliny – řezné kapaliny, které je nutné používat při práci. Pomáhají prodloužit životnost stroje a zlepšit přesnost řezání a dalších operací. Konkrétní typ chladicí kapaliny a také požadované množství je obvykle uvedeno v pokynech výrobce stroje.