Обработка поверхностей деталей из металла: самые эффективные способы
Изделия из металла легко повреждаются, а на их поверхности появляются царапины, сколы. Обработка поверхности металла используется для того, чтобы материал получил высокие прочностные характеристики. После обработки можно уменьшить массу заготовки, изменить внешний вид поверхности и степень шероховатости. Также можно получить нужную форму заготовки.
Сначала нужно выбрать способ обработки поверхности, после чего используется оборудование, подходящее для конкретного технологического процесса.
Существуют разные способы обработки поверхностей металлических деталей. Следует перечислить эти способы:
- автоматическая обработка;
- полуавтоматическая;
- обработка вручную.
Автоматическая обработка металлической поверхности не требует участия человека. Применяется автономное оборудование с установленной программой. Достоинство автоматического метода заключается в скорости, высокой точности, отсутствии человеческого фактора. Сводится к минимуму появление брака.
Полуавтоматическая обработка требует использования специального оборудования, а также работы оператора. Детали из металла обрабатываются на стационарных станках. Можно вручную корректировать параметры технологического процесса.
Ручной метод обработки подразумевает, что оператор будет отслеживать весь процесс. Недостаток ручного управления заключается в среднем качестве обработки, низкой производительности. Обработка деталей вручную подходит только для базовых процессов.
Современная обработка поверхностей
Мы знаем, что научно-технический прогресс не стоит на месте. В результате этого появились новые методы обработки поверхностей деталей из металла. Традиционные способы обработки отходят на второй план.
Характерные особенности новых технологий - скорость и удобство. Эти способы применяются при серийном и мелкосерийном производстве металлических деталей.
Основа новых технологий - использование лазера или плазмы. Каждый инструмент имеет характерные преимущества, определенные особенности. Необходимо более подробно рассмотреть все важные нюансы.
Лазерная обработка
Такая передовая разработка идеально подходит для промышленного производства металлических деталей. Существуют 4 технологические направления:
- гибка;
- прямое спекание;
- резка и сверление;
- сварка.
Лазерный луч максимально быстро нагревает металл, а точечное воздействие способствует тому, что процесс гибки осуществляется в заданных параметрах. В результате высококачественная деталь получает сложную форму.
Прямое спекание широко применяется при производстве литейных форм, прототипов деталей. При этом способе металлический порошок наносится вдоль контура детали. Обязательный этап - температурное воздействие лазера.
При резке и сверлении из общего листа металла вырезается необходимая деталь. Метод подходит для труб, листового металла, а также объемных моделей. Отсутствует металлическая стружка, а внутренняя поверхность отверстия отличается чистой обработкой.
Прочный сварочный шов получается при сварке. Процесс сварки проходит достаточно быстро. Лазерную сварку применяют при производстве разной бытовой техники, на предприятиях автомобилестроительной сферы.
Особенности плазменной обработки
С использованием плазменной обработки поверхностей можно быстро резать металлы разной толщины. Основан этот метод на использовании электрической энергии и воздуха. Можно резать даже тугоплавкие металлические детали.
Все преимущества плазменной обработки изделий:
- безопасность и простота, потому что не нужно использовать взрывоопасные баллоны, газовые смеси;
- можно работать с такими металлами, толщина которых составляет до 200 мм;
- высокая точность и скорость работы;
- не нужно дополнительно обрабатывать места среза.
Главная особенность плазменной технологии заключается в том, что при работе оборудования создается повышенный шумовой фон. Проблема решается при условии использования специальных защитных наушников.
Обработка фасонных, торцевых, резьбовых и шлицевых поверхностей
Если производятся изделия из металла, то их поверхность подвергается обработке. Именно обработка позволяет добиться таких параметров:
- конфигурация детали;
- масса, размеры изделия;
- отделение детали и заготовки;
- чистота обработки по классу.
Нужно учитывать тип и форму материала. В зависимости от этих характеристик выбирают определенные технологические решения. Можно выбрать полировку и шлифовку, резку, фрезеровку, штамповку или сварку изделий. При любой из перечисленных операций требуется профильное оборудование.
Как проходит обработка фасонных поверхностей?
Фасонные поверхности имеют свои характерные отличия. Во-первых, простые геометрические формы (цилиндр, прямоугольник, конус). Во-вторых, поверхность получает незамкнутый или замкнутый контур. Фасонная поверхность бывает торцевой, шлицевой или резьбовой.
Обработка фасонных поверхностей нужна для того, чтобы создавать разные элементы деталей механизмов и машин. Например, валы со шлицами, детали с резьбой, шестерни. Можно создавать любые элементы со сложной конфигурацией. Нужно подробно рассмотреть каждую из технологий.
Особенности обработки шлицевых поверхностей
Шлицевое соединение используется для передачи крутящего момента от одной детали к другим узлам конструкции. В качестве примера можно привести вал, передаточную шестерню.
По форме шлицы бывают:
- треугольными;
- эвольвентными;
- прямыми.
Каждый вариант шлицов обладает определенной формой, обеспечивает сцепление с передаточным механизмом. Осуществляется обработка шлицевых поверхностей с применением горизонтально-протяжных станков. Обработка происходит в 1-2 захода. Количество заходов зависит от класса чистоты поверхности и твердости металла. Для изготовления шлицов используется холоднокатный метод, нарезка при помощи фрез (дисковых или червячных).
Обработка торцевых поверхностей
Для обработки поверхностей этого типа понадобятся токарные станки. Также требуется использование специальных подрезных резцов.
Технология мало в чем отличается от обработки цилиндрической поверхности. Особенность в том, что подрезные резцы имеют особый угол заточки, а рабочая кромка будет располагаться относительно торца детали.
Как выполняется обработка резьбовых поверхностей?
При обработке резьбовых поверхностей используются 3 направления:
- внешняя накатка;
- внутренняя нарезка;
- шлифовка.
В основе первого направления лежит продавливание металла специальными накатными плашками. Продавливание выполняется по подготовленным канавкам. Внешняя накатка считается эффективным способом при массовом изготовлении деталей с резьбовой поверхностью. Мягкие металлы получают высокий уровень качества.
Для внутренней нарезки используют гребенчатые фрезы, резцы или метчики. Использование метчиков - самый эффективный способ, обеспечивающий высокую точность и скорость. Применяется внутренняя нарезка при изготовлении деталей с резьбовым соединением.
Шлифовка - самый трудоемкий процесс. После шлифовки можно получать резьбовые соединения высокой точности. Эти соединения отличаются большим шагом.
Можно узнать еще больше полезной информации о новых способах, этапах обработки поверхностей из металла.