Технология изготовления металлических деталей

Обновлено: 06.05.2024

Металлоконструкции используются в основном в каркасах зданий как несущие элементы. Важным моментом при изготовлении металлических конструкций является соединение готовых деталей, что может осуществляться различными способами.

Разъёмные соединения соединяются саморезами или болтами, а неразъёмные – заклепками, применяемыми для соединения тонких листовых элементов.

Для изготовления металлоконструкций используют следующее оборудование:

Для обработки листового железа;
Для обработки полос и уголка;
Для контурной резки;
Для сверления балок;
Пресс-ножницы;
Пробивные прессы;
Системы разметки.

Технология производства промышленных металлоконструкций трудоёмкий и сложный процесс, требующий создания замкнутого механизированного цикла, в ходе которого из металла различного профиля (уголок, швеллер, лист, труба и т.д.) и размеров создаются готовые изделия ( металлические конструкции), которые могут быть использованы в различных сферах строительства, машиностроения и т.д.

Производственные мощности по их изготовлению находятся как правило в районе крупных индустриальных городов, где расположены основные поставщики материалов (металла)- заводы по производству металлопроката, которые также являются потребителями (заказчиками) данного вида продукции. Производители металлических конструкций подразделяют по мощностями:

производители большой мощности более 50 тысяч тонн металлоконструкций;
производители средней мощности от 20 до 50 тысяч тонн;
производители малой мощности от 5 до 20 тысяч тонн;

и степени механизации технологических линий (высокомеханизированные, механизированными и маломеханизированными), которые выражаются в наличии подъёмно-транспортного, сварочного и другого специализированного оборудования , необходимого для производства металлоконструкций. Для производства металлоконструкций производственные мощности объединяют в участки.

Участок приёма и подготовки металла. Здесь происходит его разгрузка, рассортировка и подготовка к подаче на обработку.
Участок обработки металла. Тут металл размечают и обрабатывают до нужной формы и габаритов, с помощью резки, правки и др.
Участок сваросборочных работ. На этом участке заготовки производят контрольную сборку м\к и далее собирают согласно разработанным чертежам и сваривают. При этом параллельно обрабатываются технологические отверстия и другие элементы.
Участок покраски и нанесения антикоррозийного покрытия. На этой стадии производства конструкции обезжиривают, грунтуют и наносят лакокрасочное или другое покрытие, предотвращающее образование ржавчины.
Участок складирования готовой продукции. В этом месте металлоконструкции складируют, маркируют, для последующей отгрузки потребителю.

Виды сплавов для металлопроката

Металлопрокат бывает 2 видов: черным и цветным.

У черного металла

основным компонентом является железо. Также используются марганец, хром и ванадий. Но 90% присутствующего на рынке черного проката – это именно ферросплавы (сплавы железа). Наиболее популярные из них: сталь и чугун. Это смеси железа с углеродом в разном процентном соотношении: до 2,14% – сталь, от 2,14% до 6% – чугун.

Высокая прочность железа в сочетании с его доступностью делают использование черного металлопроката незаменимым в разных сферах деятельности. Для промышленности значимы его магнитные свойства. Основной недостаток металлических сплавов этого вида – подверженность коррозии. Но он решается при помощи оцинковки.

Цветной металлопрокат

уступает черному в прочности, но в то же время более легок, податлив обработке и не магнитится. Свойства конкретного типа цветного металлопроката зависят от основного элемента, входящего в состав сплава. Алюминий имеет малый вес, отличается гибкостью, низкой температурой плавления и удобством в обработке. Медь привлекательна внешне и более прочна. Свинец, несмотря на свою токсичность, не пропускает радиоактивное излучение, что очень актуально для атомных станций и медицинских лабораторий.

Технология производства металлоконструкций

Технологическая цепочка производства основана на поточности технологических линий и максимальной механизации трудоёмких процессов. Это позволяет изготавливать широкий ассортимент качественной продукцию.

Сортовой, листовой, трубный прокат и другие материалы подвозятся на склады завода (цеха) железнодорожным или автомобильным транспортом, на этот же транспорт отгружается готовая продукция. Данный вид работ производится с помощью подъёмно-транспортного оборудования (мостовые или другие краны), расположенного внутри и по периметру производственных мощностей. Также с помощью этих кранов осуществляется транспортировка конструкций между разными участками и приспособлениями.

Со склада с помощью передаточных тележек металл подаётся внутрь помещений. При необходимости его подвергают правке на специальных вальцах.

Далее подготовленный металл приходит на разметку разметочные столы. Разметку наносят масляной краской или мелом. Следующий этап – резка. Заготовку режут плазменной кислородной резкой или автоматическими ножницами (гильотинными, комбинированными и др.). Все технологические кромки и отверстия обрабатываются на сверлильных станках различной конструкции.

Далее металлоконструкция подаётся на центральный стенд, производится её контрольная сборка «на прихватках» и сопряжение со смежными деталями. Далее идёт обработка кромок свариваемых поверхностей. Обработку проводят ручной шлифмашинкой. Окончательная сборка (сварка) производится на стенде имеющим прижимы и кантователь, которые позволяют установить свариваемую металлоконструкцию в любом положении. Для кантовки крупных деталей применяют мостовой кран.

Заключительный этап производства металлоконструкций – грунтовка и покраска осуществляется краскопультами на специальном стенде.

В случае изготовления металлоконструкций из трубной заготовки и её дальнейшем использовании как детали или части трубопровода, данное изделие испытывают под давлением на гидростенде.

Кроме того все сварочные швы проверяются специальными приборами на предмет качественной сварки. Все результаты испытания заносятся в специальный журнал и прилагаются к сертификатам качества на произведённую продукцию.

Виды металлопроката

Из проката производится большое количество металлической продукции. Для каждого изделия выбирается своя подходящая форма заготовки. Основные виды металлопроката:

листовой – прокат в виде листа;
сортовой – полосовой, круглый, квадратный и шестигранный прокат, отличающийся простотой формы поперечного сечения;
фасонный – элементы, характеризующиеся сложной формой профиля: уголки, двутавр;
художественный – декоративные элементы.

Поверхность изделий из металлического проката бывает шлифованной, зеркальной, матовой, калиброванной.

Арматура

Металлический прут преимущественно с рифленой поверхностью, необходимый для изготовления железобетонных конструкций и мостовых канатов.

Балки (двутавр)

Балки в форме символа «Н» большого размера. Их полки могут быть параллельны друг другу или иметь наклон внутрь. Применяются для перекрытия мостовых пролетов и межэтажных проемов, создания колонн для каркасных сооружений из металла, в качестве основы подъемных механизмов.

Швеллер

Профильный габаритный металлопрокат П-образной формы. Полки, как и у двутавра, могут иметь наклон или находиться параллельно по отношению друг к другу. Применяется практически во всех производственных сферах, наиболее широко – в строительстве.

Трубы

Востребованный вид металлопроката, который можно встретить практически в каждом помещении и за его пределами. Используются в водопроводных, газопроводных, канализационных и других конструкциях. Незаменимы при бурении скважин. Применяются в процессе получения заготовок для производства деталей, необходимых в машиностроении. Трубы отличаются диаметром и формой сечения.

Задвижки

Вид запорной арматуры, служащий в первую очередь для перекрытия внутренней транспортируемой среды в трубах.

Уголки

Металлические пластины, согнутые вдоль под прямым углом. Являются жесткой укрепляющей арматурой. Их широко используют в процессе стройки, для укрепления габаритных и тяжелых конструкций.

Поставляется в рулоне или в нарезанном виде. Стальной лист активно используется в машино- и судостроении, для обшивки бытовой техники и промышленного оборудования. Его подвиды: профнастил и гофролист – широко применяются в строительстве.

Шестигранник

Прут с шестигранным поперечным сечением. Сферы применения: изготовление крепежных изделий, деталей автомобилей, элементов мебели.

Рельс

Балка из высокоуглеродистой стали, имеющая особую форму, подходящую для направления колес движущегося состава. Наиболее распространенные виды: железнодорожные, крановые, трамвайные рельсы.

Технологический процесс изготовления изделий из металла

Категория: Медицинское товароведение

Предприятия поставляют металлы в виде прутков, полос, листов, лент, проволоки, труб (сталь, латунь, алюминий), чушек-слитков (чугун, бронза).

Для получения изделия необходимо осуществить формообразование — придать изделию нужную форму и размеры.

Методами формообразования являются литье, ковка, штамповка, прессование, волочение, механическая обработка. Затем изделию придаются необходимые свойства, например, прочность, что чаще всего достигается термической обработкой. После этого поверхность изделия должна быть хорошо отделана, чтобы обеспечить изделию высокие эксплуатационные свойства и придать красивый внешний вид.

Среди методов отделки поверхности выделяют:

— механическую обработку (шлифование, полирование);

— электрохимическую обработку (электрошлифование, электрополирование).

Если изделие состоит из нескольких деталей, то их соединяют при помощи сварки или пайки.

Металлы, применяемыедля получения медицинскихизделий, должны допускать обработку одним или несколькими технологическими методами. При этом свойства металлов часто претерпевают значительные изменения, особенно если для придания нужной формы металл нагревают. Часто в результате такой обработки изменяется внутренняя структура металла и ухудшаются его механические свойства.

Для повышения механических качеств изделие подвергают термической обработке, характерным свойством которой является изменение структуры металла без нарушения его химического состава.

К видам термической обработки относятся:

1) отжиг — нагревание стали до 780-820 °С и медленное охлаждение вместе с печью; твердость металла понижается и улучшается его обрабатываемость;

2) нормализация — сталь нагревают, а затем охлаждают на воздухе (твердость стали становится более высокой, сталь приобретает нормальное, свободное от внутренних напряжений состояние);

3) закалка — сталь нагревают до 760—880 °С, выдерживают при этой температуре и быстро охлаждают в жидкой среде (воде, масле). После закалки сталь имеет самые высокие показатели твердости и прочности. Однако при очень резкой закалке стали в воде может появиться внутреннее напряжение;

4) отпуск — уменьшение внутренних напряжений в стали, которые она получает в результате закалки. Закаленную сталь нагревают до 150—650 «С, выдерживают ее некоторое время при этой температуре, а затем охлаждают на воздухе.

Обработка резанием

Обработка резанием – основной метод изготовления деталей машин, использующий несколько видов заготовок: например, прокат, отливки и штамповки.

Процедура резания предельно проста: она формирует новые поверхности за счет деформирования и отделения верхних слоев материала, при этом образовывается стружка. При обработке металла снимают некоторую его часть – припуск.

Резание не так популярно, как остальные методы изготовления деталей. За счёт повышения точности исходных заготовок общий объем металлов, обрабатываемых резанием, заметно уменьшается.

Существует несколько технологий резания: сверление, протягивание, фрезерование и точение. Их общая черта – необходимость использования заготовки, форма которой должна быть близка к готовому изделию. Для этого задействуют различные типы станков – токарные, сверлильные, фрезеровочные.

Литейное производство

Литейная обработка – один из наиболее распространенных методов изготовления деталей. В данном случае подразумевается изготовление формы, которую затем заполняют расплавленным металлом. Возможности данного способа несколько ограничены, поэтому чаще всего литье используют для создания заготовок, затем обрабатываемых на токарном станке. Если Вам необходимы конструктивно сложные заготовки – лучше попробовать прочие методы изготовления деталей. В противном случае получившиеся изделия надо дорабатывать на фрезеровочном станке.

Несмотря на эти недостатки, литье отлично подходит для создания сложных отливок – например, полых, которые трудно производить путем механической обработки. Данный способ подходит для деталей абсолютно любого веса. Для литья можно использовать как формовочные смеси («землю»), так и металлические формы.

Механическая обработка

Механообработка подразумевает срезание металла с поверхности заготовки поэтапно. Комплекс используемых технологий (в том числе – задействование различных типов станков), позволяет:

придать детали любую нужную форму,
просверлить необходимое количество отверстий,
обеспечить ей эстетичный внешний вид путем шлифования и строгания.

За счет этих плюсов прочие методы изготовления деталей, как правило, уступают механообработке.

Данный метод позволяет изготавливать изделия в небольших количествах. Это как раз тот случай, когда использовать другие технологии невыгодно. Минимальный процент брака при механообработке делает её отличным вариантом для производства высококачественных деталей.

Механическая обработка деталей с использованием станков ЧПУ – одна из основных направлений . Специалисты нашей компании используют современное универсальное высокоточное оборудование, что гарантирует высокое качество готового продукта.

Обработка давлением

Обработка давлением – самый обширный из методов изготовления деталей. В него входит огромное количество технологий и способов обработки. За счет хороших показателей пластичности металлу может быть придана любая форма. Структура материала при этом не нарушается, поэтому на обработку металлов давлением есть стабильный спрос.

Существует пять основных процедур с задействованием высокого давления, используемых для изготовления деталей.

прокатка,
штамповка,
ковка,
волочение,
прессование.

Обработка давлением идеально подходит, если необходимо максимально снизить стоимость производства. Детали при этом изготавливают в большом количестве и в минимальные сроки. Недостаток данного метода – более высокий процент брака по сравнению с другими технологиями. Обрабатываемая заготовка также может потрескаться и расколоться.

Производство металлических изделий

Производство металлических изделий – обширная сфера деятельности, охватывающая изготовление строительных конструкций, деталей для машиностроения, сельхозтехники и инвентаря, деталей и заготовок для бытовых нужд.

Производство металлоизделий и заготовок делится на определенные этапы, на каждом из которых применяется конкретный способ металлообработки. При изготовлении изделий на заказ, помимо стандартных этапов производства, необходимо учитывать время и нюансы согласования эскизов и чертежей. Подробнее обо всем читайте в нашем материале.

Подготовка к производству металлических конструкций и изделий

Наиболее востребованными на сегодняшний день конструкционными материалами являются металлы и их соединения. Из них делают детали машин, строительные элементы и т. п. Производство металлических изделий включает в себя как изготовление микроскопических элементов часовых механизмов, так и габаритных конструктивных элементов зданий и сооружений. Разные изделия производятся с использованием различных технологий, характеризующихся сложностью и высокой точностью.

Выпуску готовых металлических изделий предшествует проведение определенных технологических операций, придающих продукции необходимые характеристики.

Поставка сырья (металлопроката) для металлообрабатывающих предприятий осуществляется в виде разного рода полуфабрикатов:

хрупкие сплавы (бронзу, чугун) поставляют массивными чушками;
для других металлов возможны поставки в виде прутков, листов, болванок разного размера.

Для получения нужных деталей металлопрокат подвергают механической обработке. Готовая продукция должна соответствовать требованиям ГОСТа и других стандартов, поэтому при выполнении необходимых технологических процессов важно строгое соблюдение определенных правил. Их нарушение может стать причиной производства металлических изделий с внешними или внутренними дефектами.

5 этапов производства металлических изделий

Производство металлических изделий по чертежам состоит из нескольких стадий.

1. Формообразование.

Первый этап производства заключается в придании будущим деталям определенной формы и размеров. Для формообразования используются литье, резка, ковка, штамповка, прессование, волочение, прокатка.

2. Обработка поверхности изделия.

На следующем этапе металл подвергается механической обработке, цель которой заключается в придании изделиям нужных размеров, формы, качественных характеристик. Поверхность деталей обрабатывается различными способами, например, вручную с помощью напильника или автоматически с использованием металлорежущих станков (токарных, фрезерных, строгальных и т. д.).

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

При использовании в процессе производства станков деталь необходимо зафиксировать, а затем обработать с помощью режущего инструмента.

Обработка заключается в:

точении (снятии стружки с поверхности детали);
фрезеровании;
сверлении;
шлифовке.

При этом с поверхности заготовки удаляется специально оставленный припуск, облой, шлифуются шероховатости. Форма и габариты получаемых заготовок соответствуют чертежам. Размеры и количество микронеровностей, остающихся на поверхности деталей после механической обработки, свидетельствуют о чистоте проводимых технологических операций (точения, сверления, фрезеровки, шлифовки). Несмотря на микроскопические размеры, дефекты повышают вероятность и увеличивают скорость появления коррозионных изменений металла, выхода детали из строя.

3. Термическая обработка.

Термообработка металлических заготовок осуществляется путем нагрева, выдержки и последующего охлаждения. При последовательном выполнении этих операций изменяется внутреннее строение и характеристики материала, снимается напряжение металла. Существует четыре способа термической обработки металлических заготовок:

отжиг;
нормализация;
закаливание;
отпуск.

4. Вторичная обработка поверхности.

Для вторичной обработки поверхностей металлических изделий используют механические (шлифовку, полировку) или электрофизические и физико-химические методы. Дополнительные характеристики металлам придаются за счет воздействия на них электроэнергии, физических методов или химических реактивов.

Такая обработка позволяет удалять припуск (верхний слой металла), прилагая минимум усилий, благодаря чему повышаются точность и качество производства. Подобные технологии применимы при работе с металлами независимо от их прочности или вязкости, а также от сложности изделий и труднодоступности обрабатываемых частей деталей. После обработки на поверхности остается минимальный дефектный слой.

5. Соединение деталей.

Детали соединяются друг с другом посредством пайки или сварки.

В процессе сварки неразъемные соединения формируются благодаря созданию прочных связей между атомами соединяемых элементов. При этом способе обработки плавится основной металл, из которого выполнена заготовка, и присадочный элемент.

Сварка металлических изделий выполняется путем:

плавления;
соединения заготовок под воздействием давления.

В процессе нагревания и последующего расплавления краев соединяемых деталей создаются новые молекулярно-атомные связи. В месте сваривания элементов образуется сварочная ванна, содержащая расплавленный металл, который, остывая, прочно скрепляет детали друг с другом. В большинстве случаев в ванну добавляют присадочный материал, задача которого заключается в заполнении имеющегося между заготовками зазора. Некоторые технологии позволяют сваривать детали без использования присадок.

Виды металлических изделий и способы их производства

Существуют следующие виды металлических изделий:

легкие – из них собирают каркасы быстровозводимых строений;
строительные – без них не обходится строительство любых объектов, они представлены разного рода колоннами, балками, опорами, прогонами, связями, перекрытиями;
малые – используются для производства металлических декоративных элементов (балконных ограждений, лестниц, турникетов, опор для дорожных знаков, рекламных конструкций и т. п.);
крупные металлоконструкции – используются при строительстве дорожных сооружений (опоры мостов, рельсы, тоннели и пр.);
резервуарные – представлены нержавеющими баками, канистрами, ваннами, цистернами и т. п.;
бытовые металлические изделия – эта категория состоит из стеллажей, шкафов, ящиков, кронштейнов и других креплений, каркасов, подставок;
нестандартные – их производство осуществляется из профиля или листового металла на основании индивидуальных чертежей заказчика.

Порошковое напыление продлевает срок службы изделий из алюминия, повышая устойчивость к коррозии, негативному воздействию прямых солнечных лучей, атмосферных осадков.

Производство строительных и других металлических изделий осуществляется с использованием таких технологий металлообработки, как:

высокоточная лазерная резка, в процессе которой металл разрезается под воздействием узконаправленного лазерного луча высокой мощности, образуя срез с идеально ровными кромками;
автоматизированная гибка – она позволяет придать заготовкам нужную форму в соответствии с заданными параметрами;
механизированная рубка – первичная обработка металла посредством гильотины, оснащенной мощными ножами;
сварка, позволяющая соединять металлические заготовки любой формы и размера и получать в результате высокопрочные изделия с полностью герметичными швами;
токарная металлообработка в соответствии с чертежами, которая используется при изготовлении тел вращения (изделий с коническими, цилиндрическими, торцевыми и рельефными поверхностями).

На поверхность готовых деталей и конструкций наносится полимерное покрытие нужного оттенка по шкале RAL, обладающее антикоррозионными свойствами. В качестве такого материала используются порошковые краски, в составе которых присутствует цинкосодержащий грунт.

Нанесение покрытия состоит из трех этапов:

подготовка к покраске или грунтовке;
нанесение защитной краски в специально предназначенной камере напыления;
оплавление или полимеризация.

Красящий порошок покрывает поверхность металлических изделий ровной и прочной пленкой, затвердевающей после охлаждения и повышающей качественные характеристики готовой продукции.

Рекомендуем статьи по металлообработке

3 варианта производства нестандартных металлических изделий на заказ

При необходимости производства нестандартных металлических изделий можно выбрать один из следующих вариантов:

Услуги частного сварщика (в этом случае следует быть готовым к отсутствию гарантий качества готовой продукции, а также к возможным отступлениям от проектной документации в процессе производства).
Обращение на завод, занимающийся серийным производством металлоизделий (несмотря на наличие у производителя необходимого оборудования и специалистов, способных качественно выполнить работу на заказ, штучное производство экономически невыгодно для завода, следовательно, стоимость индивидуального заказа будет более высокой).
Заказ в специализированной компании, занимающейся производством металлических изделий для сельского хозяйства и не только по индивидуальным чертежам заказчика.

Для готовых деталей важно соответствие не только чертежам клиента и проектной документации, но и ГОСТам, а также стандартам многоступенчатой проверки ISO 9001:2001.

В каждом конкретном случае стоимость изготовления деталей по чертежам рассчитывается индивидуально.

Востребованность этой услуги обусловлена рядом факторов:

Посредством современного оборудования производятся высококачественные, прочные и долговечные металлоизделия любой сложности, включая сварные балки, ограждения, лестницы, колонны, перила, башни, стеллажи, вышки, консоли, различные емкости.

Обязанность по предоставлению технологической документации возлагается на заказчика, однако при ее отсутствии производством расчетов и выполнением чертежей занимаются сотрудники металлообрабатывающего предприятия.

Следует заблаговременно поинтересоваться тем, предоставляется подобная услуга при производстве металлических изделий или нет.

Особенности изготовления металлических изделий на современном оборудовании:

полностью автоматизированные станки для производства металлических изделий, что практически полностью исключает вмешательство человека и сводит к минимуму производственный брак;
высокая точность обработки готовых деталей, которые могут использоваться сразу, без дальнейшей доработки;
многоступенчатый контроль качества производства;
возможность создания деталей любой конфигурации.

Изготовление изделий из металла по индивидуальным чертежам происходит в несколько этапов:

Контроль производства металлических изделий и заготовок

Чтобы проверить качество металлоизделий, используются современные методики неразрушающего контроля. Они помогают выявить скрытые дефекты (например, наличие внутренних раковин, некачественных сварных швов, неоднородного состава металла и пр.). Однако ряд недостатков не может быть установлен даже при использовании лучших методик скрытого контроля качества готовых изделий.

Таким дефектами являются остаточные внутренние напряжения, которые появляются в процессе первичной обработки или формообразования и должны сниматься термической обработкой изделий. При нарушениях параметров температурной обработки (температурного режима, скорости увеличения температуры, времени выдержки заготовки при нужной температуре, скорости охлаждения) возникают высокие внутренние напряжения металла. Такой дефект может стать причиной разрушения деталей во время использования.

При подготовке заготовок возможно выявление дефектов, обусловленных несоответствием металла требованиям ГОСТа, нарушениями, допускаемыми при очистке емкостей, которые используются для изготовления сплавов.

На этапе формообразования причиной появления дефектов могут стать изношенные формы. В этом случае возможны как производство металлических деталей с несоответствующими размерами, так и неправильной конфигурации.

Механическая обработка также может привести к возникновению дефектов из-за нарушений технологии изготовления, слишком длительной обработки, использования низкокачественных инструментов или оборудования. В связи с этим каждый из этапов производства нуждается в жестком контроле качества изготавливаемых деталей.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Технологии и методы изготовления деталей из металла

Металлы — это целая группа химических веществ, имеющих схожие свойства, такие как водонепроницаемость, ковкость, прочность, электропроводность, делающие их подходящими для широкого спектра применения. Металлы и их сплавы в различном процентном соотношении используются в электрике, строительстве, изготовлении инструментов, создании машин, техники и даже декорировании. Удобство изделий из металла также в том, что из него легко изготовить не монолитное изделие, а большой механизм, состоящий из множества соединенных между собой деталей, которые можно без проблем сделать на заказ или докупить и заменять по мере их износа. Для редких и сложных элементов существует изготовление деталей по чертежу заказчика.

Этапы работы с металлами:

Из руды выплавляются железо, алюминий или медь, разливаются огромные формы;
Получившимся брускам придают удобный для дальнейшей работы формат, делая из них трубы, проволоку, листы и другие материалы;
Создаются заготовки, из которых затем производят на соответствующих станках необходимые детали;
Сбор и соединение деталей в результате которых получаются уже готовые механизмы, изделия или приборы.

Валы, шестерни, звездочки цепные, зубчатые колеса, муфты, фитинги, червячные валы — все эти предметы массового использования изготавливаются из различных сплавов металлов.

Подход к выбору метода изготовления детали зависит от ряда требований, которым деталь должна соответствовать: её назначение, размер и форма.

Самые распространенные в современном производстве методы изготовления деталей:

Литьё — один из наиболее древних, но использующихся до сих пор методов. Подходит для создания изделий любого веса. Подразумевает изготовление подходящей формы, в которую заливают расплавленный металл. Несмотря на широкое распространение, в некоторых случаях данный способ не позволяет получить нужный результат, возможно, потом деталям будет необходима дополнительная обработка на фрезеровочном станке. При изготовлении сложных заготовок предпочтительно использовать другие способы;
Механическая обработка — представляет из себя поэтапное срезание с поверхности заготовки металла. Задачи: придать детали необходимую форму, просверлить нужные отверстия в любом количестве, гарантировать эстетически приятный внешний вид. Позволяет изготавливать детали высокого качества с минимальным количеством брака, но только в небольшом количестве;
Ковка — разделяется на ручную и механическую ковку. Ручная ковка в современном мире является, скорее, видом искусства, нежели производственным процессом. Требует много времени, квалифицированного труда, не гарантирует точность размера, веса и идентичности изделий, не подходит для мелких деталей и имеет высокую возможность брака. Механическая ковка — это современный аналог ручной ковки. Выполняется автоматизированным оборудованием, в основном в тяжелой промышленности. Позволяет получить изделия огромного веса и размера, которые создать человеку было бы крайне проблематично;
Прессование — обработка металла давлением, при котором происходит процесс выдавливания металла из закрытой полости через соответствующее отверстие. Отлично подходит и чаще всего применяется для быстрого и массового изготовления длинных изделий нужной толщины: труб, проволок, прутьев или металлических профилей.

Детали из стали

Сталь – это сплав железа и углерода, в который могут быть введены другие примеси, для изменения конечных свойств продукта. Добавление в сплав дополнительных веществ в металлургии называют легированием. Следовательно, в зависимости от химического состава, стали можно разделить на легированные и углеродистые.

Основные преимущества стали:

Устойчивость к деформации;
Твердость;
Износостойкость;
Доступность и экономичность.

Детали из стали используются при изготовлении режущих, бытовых и строительных инструментов, производственных станков, кухонных приборов и для других нужд. Индивидуальное изготовление деталей из стали позволяет учесть все нюансы дальнейшего их использования и подобрать оптимально подходящий состав стали для долгосрочный службы.

Отдельно следует выделить нержавеющую сталь — это легированная сталь, отличающаяся высокой степенью устойчивости к коррозии, окислению и накоплению микроорганизмов. Поэтому изготовление деталей из нержавейки позволит повысит срок их службы даже под прямым воздействием воды, воздуха и агрессивных сред. Большинство медицинских инструментов изготавливается именно из нержавеющей стали.

Детали из бронзы

Бронза — сплав меди с другими элементами. Как и в случае со сталью, в неё могут быть добавлены легирующие компоненты.

Основные преимущества бронзы:

Устойчивость к истиранию;
Долговечность и прочность;
Ковкость;
Высокая стойкость к коррозии;
Гигиеничность;
Малая подверженность воздействию солёной воды и ряда органических кислот.

Детали из бронзы применяют в машиностроении, транспортной промышленности, авиации, ракетостроении, судостроении. Особую ценность изготовление деталей из бронзы представляет для приборов и техники, постоянно используемых в солёной воде, а также для химической аппаратуры. Бронза не имеет пористой структуры, за счет чего не происходит накопление грязи и размножение бактерий, поэтому использование бронзы в изготовлении сантехнического оборудования является полезным, но неоправданно дорогостоящим решением.

Распространённые в использовании виды бронзы:

Бериллиевая бронза — отличается высокой упругостью и электропроводностью. В основном детали из неё используются в электротехнике и изготовлении инструментов;
Оловянная бронза имеет самый широкий спектр применения и очень высокую устойчивость к солёной воде;
Алюминиевая бронза по свойствам и возможностям к применению близка к оловянной бронзе, но стоит дешевле. Из-за красивого золотистого цвета распространена при изготовлении украшений и деталей интерьера;
Кремниевая бронза отличается упругостью, пластичностью и тягучестью даже под воздействием низких температур. Детали из неё незаменимы для приборов, машин и аппаратуры, предназначенных для использования в северных широтах.

Детали из латуни

Латунь — сплав на основе меди с цинком в качестве легирующего компонента. Двухкомпонентная латунь, содержащая только медь и цинк, отличается более высокой пластичностью, но при температуре свыше 300 градусов, это свойство начинает падать. Многокомпонентная латунь, в которой присутствуют примеси и других элементов, по свойствам сильно зависит непосредственно от компонентов, входящих в её состав. Латунь легко поддается ковке и чеканке, но трудно отливается.

Основные преимущества латуни:

Легкость в обработке и придании сложных форм;
Не теряет вид и свойства со временем;
Высокая устойчивость к коррозии;
Выдерживает агрессивные вещества и среды;
Сохраняет пластичность при понижении температуры.

Широко используется в ювелирном деле и при создании декоративных элементов, сувениров, предметов интерьера. Из латуни возможно изготовление подшипников, труб, шестеренок и проволоки различных диаметров, форм, размеров и объемов. Что делает изготовление деталей из латуни возможным как для небольших устройств, так и целых машинных комплексов. В современности распространено использование составов из латуни в системах охлаждения, переходниках, сантехническом оборудовании, элементах крепежа.

Детали из чугуна

Чугун — это сплав железа с углеродом, отличается от стали большим процентным содержанием углерода. В составе могут присутствовать и примеси других веществ. В основном применяется в чёрной металлургии.

Основные преимущества чугуна:

Низкая стоимость;
Высокие литейные характеристики;
Стойкость к большим нагрузкам;
Твёрдость и прочность;
Высокая теплоотдача;
Работоспособность в низких температурах;
Устойчивость к влаге.

При добавлении в чугун различных легирующих веществ, можно расширить его свойства и добавить чугуну жаропрочности, износостойкости и устойчивости к коррозии. Главной особенностью чугуна является универсальность его применение в изготовлении деталей как небольшого, так и достаточно крупного веса и различной толщины. В первую очередь это обусловлено возможностью литья из чугуна деталей любой формы и сложности. Чугунное литье по формам позволяет сделать изготовление деталей по образцу заказчика максимально точным и исключает возможность брака.

Из чугуна изготавливают и корпуса для автомобилей, и насосы, и элементы для водосточных систем, и канализационные люки, и двери, и крыши. Чугун пользуется популярностью для изготовления кованых элементов декора, художественных деталей, скульптур, беседок, винтовых лестниц, балконов, решеток, ограждений, ворот, фонарей и светильников. Сантехническое оборудование, изготовленное из чугуна, отличаются долговечностью, надежностью и неприхотливостью в уходе. Поэтому водопроводные трубы, ванны, раковины и кухонные мойки из чугуна были так популярны.

Популярен чугун и для отопительных приборов, за счет его свойства долго остывать, а, значит, и отдавать тепло более продолжительное время. Эта же его особенность нашла применение и при изготовлении чугунной посуды.

В автомобильной, нефтегазовой промышленности и водоснабжении распространено изготовление деталей из чугуна при использовании так называемого «серого чугуна» — это обычный чугун с добавлением графита, который позволяет повысить прочность сплава, добиться его немагнитности и усовершенствовать его эксплуатационные качества.

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) для обработки металлов

Главное преимущество в использовании станка с ЧПУ при изготовлении деталей в том, что процесс происходит без прямого участия в нём человека, что устраняет возможность ошибки или брака. Существенный минус состоит в том, что использование станков с числовым программным управлением — дорогостоящее.

Использование станков с ЧПУ оправданно:

При потоковом и регулярном производстве большого количества идентичных заготовок, когда важно и их количество, и скорость выпуска, и точное совпадение друг с другом;
Когда детали изготавливаются для использования в особо важных проектах — элементы оборудования для ГЭС, транспорт, космические технологии, авиатехника, медицинская аппаратура;
Если необходима особенная точность в исполнении проекта;
Соблюдается условие, что итоговые заготовки должны иметь сложную поверхность, иной способ создания которой затрачивает много ресурсов, времени или даже невозможен.

Удобное и быстрое изготовление деталей по чертежам ЧПУ позволяет произвести даже самые мелкие виды работ, как, например, гравировка, создание канавок, нарезка резьбы, сверление отверстий.

Методы изготовления деталей

На сегодняшний день на российских предприятиях распространены различные методы изготовления деталей. Самые известные из них – это ковка, штамповка, литье и механообработка. На выбор наиболее подходящего из них влияют такие параметры, как тип детали, ее размер и назначение. Каждый из перечисленных методов изготовления деталей имеет свои особенности, обладает определенными преимуществами и недостатками. Самые распространенные из них мы и рассмотрим подробнее.

Сварка деталей

В общем смысле сварка – это процесс объединения двух металлических деталей для получения третьей. Сварка занимает особое место среди остальных методов изготовления деталей. Она подходит для изготовления большинства деталей, необходимых для машиностроения, но целесообразность использования сварки в других областях зависит от конструктивных особенностей желаемой детали. В их числе:

характер расчленения детали,
метод получения заготовок,
качество обработки.

Стоит учитывать и трудоёмкость реализации сварки. Если Вас не устраивает необходимость выполнения сборочно-сварочных операций, осуществить механизацию процесса нет возможности, а готовые детали затем надо обрабатывать дополнительно – обратите внимание на остальные методы изготовления деталей в поисках подходящего.

Механическая обработка деталей с использованием станков ЧПУ – одна из основных направлений компании «Борис-88». Специалисты нашей компании используют современное универсальное высокоточное оборудование, что гарантирует высокое качество готового продукта.

Читайте также: