Вырубка круглых заготовок из металла

Обновлено: 20.09.2024

Пространственная разметка — это нанесение рисок на поверхностях заготовки, связанных между собой взаимным расположением. В зависимости от способа нанесения контура на поверхность заготовки применяют различные инструменты, многие из которых используются и для пространственной, и для плоскостной разметки. Некоторые различия существуют лишь в наборе разметочных приспособлений, который значительно шире при пространственной разметке.

Рубкой называется операция по снятию с заготовки слоя материала, а также разрубание металла (листового, полосового, профильного) на части режущими инструментами (зубилом, крейцмейселем или канавочником при помощи молотка). Точность обработки при рубке не превышает 0,7 мм. В современном машиностроении к процессу рубки металла прибегают лишь в тех случаях, когда заготовка по тем или иным причинам не может быть обработана на металлорежущих станках.

Производится рубка в тисках на плите или на наковальне. Заготовки больших размеров при рубке закрепляют в стуловых тисках. Обрубка литья, сварных швов и приливов в крупных деталях осуществляется на месте. Ручная рубка весьма тяжелая и трудоемкая операция, поэтому необходимо стремиться максимально ее механизировать. Рубкой выполняют следующие работы: удаление лишних слоев материала с поверхностей заготовок (обрубка литья, сварных швов, прорубание кромок под сварку и пр.); обрубку кромок и заусенцев на кованых и литых заготовках; разрубание на части листового материала; вырубку отверстий в листовом материале; прорубание смазочных канавок и др.

Рубка металла

Основными инструментами при рубке являются зубило и молоток. Рабочая часть зубила имеет клиновидную форму. Грань рабочей части, на которой сходит стружка, называется передней, а грань, обращаемая к обрабатываемой поверхности, называется задней. Угол, называется углом заострен, тем больше должен образуемый гранями зубила. Чём тверже обрабатываемый металл, быть угол заострения. Так, при рубке стали угол заострения принимают 60°, а при рубке меди и латуни 45°. Ударная часть зубила имеет вид усеченного конуса с полукруглым верхним основанием. Разновидностью зубила является крейцмейсель, имеющий более узкое лезвие, чем зубило. Применяется крейцмейсель для прорубания узких канавок. Зубила и крейцмейсели изготовляют из стали марки У7А.

Молотки в слесарном деле применяются двух типов, с круглым и квадратным бойком; конец, противоположный бойку, называется носком. Носок имеет клиновидную форму и несколько скруглен на конце. Носок и боек молотка закаливают. Изготовляют молотки из стали У7 и У8. Ручки молотков изготовляют из твердых пород дерева (бук, береза, клен, рябина). Молоток, насаженный на ручку, расклинивают металлическим или деревянным клином.

Рис. 4. Пользование кернером

Рубка металла может производиться в тисках, на плите и на наковальне.

Для рубки в тисках металл зажимают в тиски, устанавливают зубило под углом примерно 30° к горизонтальной плоскости губок и производят рубку, ударяя бойком молотка по ударной части зубила. В процессе рубки нужно смотреть не на ударную, а на рабочую часть зубила.

Толщина срубаемого металла за один проход составляет для зубила 1—1,5 мм, а при прорубании канавок крейцмейселем—1,5—2 мм.

При рубке на плите или на наковальне листового металла сначала мелом обозначают контур, по которому будет производиться рубка, а затем надрубают лист с одной стороны, потом, перевернув лист, надрубают его с другой стороны на нужную глубину и отламывают. При вырубании заготовок из листового материала рубят не по риске, а отступя от нее на 2—3 мм.

Резка металла

Резка металла применяется в том случае, когда необходимо разделить металл на части. Резка металла производится ножовкой, ножницами (ручными и механическими), резка труб — труборезом.

Ручная ножовка для резки металла состоит из ножовочного полотна и рамки (державки), в которую вставляется ножовочное полотно.

Рамки бывают нераздвижные и раздвижные, последние дают возможность вставлять в них ножовочные полотна различных размеров. С одного конца рамки укреплена рукоятка, а на другом имеется винт с гайкой, позволяющие производить натяжку полотна.

Ножовочные полотна изготовляют из цементируемой и инструментальной стали марки У12. Реже применяют для этой цели легированные стали. Закалка ножовочных полотен производится на высокую твердость.

Зубки ножовочного полотна всегда разведены в стороны. Это необходимо для того, чтобы при резке разрезаемый металл не зажимал полотна ножовки. Установка ножовочного полотна в рамку производится так, чтобы наклон зубьев был направлен от рукоятки к натяжному болту.

При резке ножовку нужно двигать со скоростью от 30 до 60 ходов в минуту (считая двойные ходы — вперед и назад). Для уменьшения трения ножовочного полотна о распиливаемый металл полотно смазывают смазкой, состоящей из графита и сала.

При поломке одного или нескольких зубьев на наждаке стачивают 2—3 соседних зуба, чтобы образовался плавный переход от выкрошившегося зуба к целым.

Разрезать металл нужно так, чтобы в работе одновременно участвовало не менее двух зубьев, иначе зубья будут выкрашиваться.

При определении силы нажатия на ножовку нужно исходить из расчета, что эта сила не должна превышать 1 кг на 0,1 мм толщины ножовки. При поломке во время реза старого износившегося полотна новым полотном нужно начинать рез с другой стороны, так как новое полотно не войдет в рез, проделанный износившимся полотнам.

Тонкую листовую сталь обычно разрезают при помощи ножниц. Ручными ножницами разрезают сталь толщиной до 1 мм.

Ножницы, у которых одна половина закреплена в деревянной доске или брусе, а другая имеет рукоятку, называют стуловыми ножницами. На этих ножницах разрезают стальные листы толщиной до 3 мм. Ножи ножниц изготовляют из стали марки У7.

Опиливание металла

Опиливанием принято называть обработку поверхности металла напильниками.

Напильники представляют собой стальные бруски, на поверхности которых имеется насечка. При работе напильниками насечка срезает небольшие слои металла в виде опилок. Насечка напильников бывает одинарная и двойная. Напильники с одинарной насечкой применяют для опиливания мягких металлов (медь, бронза, алюминий), для твердых металлов (сталь) применяют напильники с двойной насечкой.

По форме бруска, на котором сделана насечка, напильники делятся на обыкновенные и специальные. К обыкновенным напильникам относятся плоские, квадратные, полукруглые и круглые напильники. Специальными являются ромбические, плоские с овальными ребрами и овальные напильники.

Мелкие напильники разных форм называются надфилями.

По числу насечек, приходящихся на 1 см длины, напильники делятся на шесть классов.

Первый класс — драчевые напильники, имеющие крупную насечку и применяемые для крупного, чернового опиливания.

Второй класс —личные нашильники, имеющие мелкую насечку и применяемые для чистовой обработки металла.

Третий, четвертый, пятый я шестой классы — это так называемые бархатные напильники, имеющие очень мелкую насечку и применяемые для окончательной доводки и шлифования поверхностей.

Для грубого опиливания мягких металлов: баббита, свинца, цинка, олова — Применяют специальные напильники, называемые рашпилями. Эти напильники имеют специальную (рашпильную) насечку. Рашпили бывают двух классов; второй класс имеет по сравнению с первым классом более мелкую насечку.

Драчевые напильники с очень крупной насечкой, применяемые для очень грубого опиливания металла, называют брусовками. Брусовки изготовляются квадратного сечения.

Надфили подразделяются на шесть номеров. Первый номер надфиля имеет 22 насечки, а шестой — 80 насечек на 1 см длины. Надфили применяют при опиливании изделий в местах, не доступных для обычных напильников.

При работе напильником нужно соблюдать следующие основные правила, удлиняющие срок службы напильников:
1. Не употреблять новый напильник для опиливания твердого чугуна и стали, следует новым напильником поработать на бронзе, латуни и мягкой стали. Объясняется это тем, что насечка новых напильников имеет заусеницы, которые при работе на твердой стали обламываются, приводя напильник в негодность. Необходимо снять заусеницы, работая сначала на мягких металлах.
2. Нельзя новыми напильниками опиливать поверхности с окалиной или твердой коркой. Окалину и корку нужно снимать наждаком, зубилом или старым напильником.
3. Хранить напильники нужно отдельно друг от друга или перекладывать мягкими материалами.
4. Не употреблять личных напильников при опиливании мягких металлов (олово, свинец). От этого насечка личных напильников быстро засоряется.
5. Работать одной стороной напильника, вторую сторону пускать в дело лишь после затупления первой.
6. Стараться беречь напильники от попадания на них наждачной пыли и других абразивных материалов.

При опиливании напильник двигают обеими руками вперед (от себя) и назад (на себя).

При движении назад на него не нажимают. При движении вперед на напильник нажимают, но не одинаково: по мере продвижения напильника вперед усиливают нажим правой руки и ослабляют нажим левой руки. Нормальным считается такой темп опиливания, когда производится от 40 до 60 двойных (вперед и назад) движений напильника в минуту.

Сверление

Сверление производится, как правило, спиральным сверлом, вращаемым сверлильным станком или дрелью. Дрели в свою очередь бывают с ручным, электрическим или механическим приводом. v

Производительность работы сверла и точность сверления в значительной степени зависят от того, насколько соответствует заточка сверла тому материалу, который нужно сверлить. Основное значение в этом случае имеет угол между режущими кромками сверла; так, например, при сверлении стали этот угол должен быть равен 118°, в то время как при сверлении латуни, алюминия и бронзы он должен быть увеличен до 140°.

При сверлении необходимо обеспечить подачу к сверлу охлаждающей жидкости, эта же жидкость является и смазкой, уменьшающей вредное в данном случае влияние сил трения.

Наиболее распространенной охлаждающей жидкостью является эмульсия; она применяется при сверлении стали, ковкого чугуна, латуни, бронзы, алюминия и других металлов. Но есть и исключения, например, при сверлении дюралюминия в качестве охлаждающей жидкости лучше применять керосин.

Нарезание резьбы

Резьбу характеризуют следующие основные параметры.

Шаг резьбы — расстояние, на которое передвигается винт в гайке при совершении им одного полного оборота.

Профиль резьбы — очертание впадины и выступа, которые можно было бы увидеть, разрезав резьбу вдоль оси винта.

Число заходов — число параллельно нарезанных резьб на одном винте. Определение числа заходов как у винта, так и у гайки производится путем подсчета числа концов витков на торцовой части винта или гайки.

Направление резьбы — различают правую и левую резьбу. При правой резьбе при завинчивании винт или гайку нужно вращать по часовой стрелке, а при левой резьбе — против часовой стрелки.

Наружный диаметр резьбы — наибольший диаметр резьбы, измеряемый по ее вертикали.

Внутренний диаметр резьбы — наименьший диаметр, замеряемый по впадинам.

Средний диаметр резьбы — расстояние между двумя линиями, параллельными оси винта, из которых каждая находится на равных расстояниях от вершины винта и дна его впадины.

Система резьбы. Наиболее распространенными в настоящее время являются метрическая, дюймовая и трубная резьба.

Профиль метрической резьбы представляет собой равносторонний треугольник с углом при вершине в 60°. Существует шесть видов метрических резьб, основная и мелкие (1, 2, 3, 4 и 5). Характеризуется метрическая резьба шагом и диаметром винта в миллиметрах. Обозначается эта резьба так: вначале стоит буква М (метрическая), а затем наружный диаметр резьбы в миллиметрах.

Профилем дюймовой резьбы является тоже равнобедренный треугольник, но с углом при вершине в 55°. Дюймовая резьба характеризуется числом ниток резьбы на 1 дюйм длины. Наружный диаметр нарезки также выражен в дюймах.

Трубная резьба имеет тот же профиль, что и дюймовая резьба, различие состоит лишь в том, что трубная резьба мельче дюймовой. Характеризуется трубная резьба так же, как и дюймовая резьба. Вершины выступов метрической, дюймовой и трубной резьбы во избежание заеданий несколько срезаны.

Кроме перечисленных, встречаются специальные виды резьбы, например, прямоугольная и трапецеидальная. Эти виды резьбы применяют для передачи движения или больших усилий.

Упорная резьба применяется для передачи больших усилий в одном направлении.

Коническую резьбу можно встретить в тех случаях, когда необходимо обеспечить плотность соединения (пробки, пресс-масленки). При работе в загрязненной среде применяют круглую резьбу.

Инструментом для нарезания внутренней резьбы (например, в гайке) служит метчик. Метчик представляет собой винт, имеющий несколько продольных прямых или винтовых канавок.

У метчика различают хвостовик, служащий для закрепления метчика во вращающей его детали, и рабочую часть. Рабочая часть в свою очередь разделяется на заборную и калибрующую части.

Заборной или режущей частью называется передняя конусная часть, первая входящая в нарезаемое отверстие и выполняющая основную работу резания. Калибрующая часть зачищает и калибрует отверстие.

Рис. 6. Метчик:
1 — заборная часть; 2 — калибрующая часть; 3 — хвостовик

У метчиков, служащих для ручной нарезки резьбы, хвостовик имеет квадратную форму, соответствующую вырезу в воротке, которым вращают метчик. Изготовляются метчики из инструментальной стали и закаляются на большую твердость.

Отверстие, просверленное для нарезания резьбы, должно строго соответствовать диаметру нарезаемой резьбы, в противном случае резьба будет не полностью выполнена (если отверстие будет велико) или же возможна поломка метчика или срыв резьбы (если отверстие будет мало). Рекомендуемые диаметры сверл для сверления отверстий под резьбу приведены в табл. 18.

При нарезании резьбы следует на каждые полтора прямых (по ходу резьбы) метчика делать четверть или полуоборота в обратную сторону. Такой метод нарезания резьбы ломает стружку и облегчает резание.

В качестве смазки при нарезании резьбы следует применять разведенную эмульсию: 1 часть эмульсии на 160 частей воды, но ни в коем случае не применять машинное или минеральное масло. Эти масла утяжелят процесс нарезания и ухудшат качество нарезки.

Инструментом для нарезания наружной резьбы являются плашки.

Существует много видов плашек: круглые, шестигранные, разрезные, раздвижные к слесарным клуппам.

Наибольшее распространение получили круглые плашки, или лерки. Лерки представляют собой круглую гайку с несколькими канавками для образования режущих кромок и вывода стружки при нарезании резьбы. Изготовляются лерки из инструментальной стали.

При нарезании резьбы лерками нужно следить, чтобы диаметр нарезаемого стержня соответствовал диаметру резьбы.

Стержень, подготовленный под нарезание резьбы, должен быть очищен от окалины и ржавчины. С конца стержня должна быть снята фаска.

Тиски, укрепляемые на верстаки, бывают двух типов: стуловые и параллельные. Стуловые тиски изготовляют из мягкой стали. Для повышения прочности на рабочие части губок тисков наваривают слой инструментальной стали или на губках на винтах ставят закаленные стальные пластины с крестообразной насечкой.

Достоинством этого типа тисков является их прочность, что дает возможность проводить в них правку металла и срубать толстые слои металла.

Недостатком их является то, что поверхности губок тисков не остаются параллельными, угол между поверхностями губок изменяется по мере их раздвижения.

Параллельными тиски называют потому, что их подвижная губка при раскрытии тисков все время остается параллельной (неподвижной) губке.

Параллельные тиски бывают поворотные и неповоротные. Поворотные тиски удобней в работе.

На рис. 1 изображены поворотные параллельные тиски; у этих тисков подвижная часть перемещается при вращении зажимного винта, ввинчивающегося в зажимную гайку, укрепленную в неподвижную часть тисков. Движение подвижной части направляется призмой. Зажимной винт закреплен при помощи стопорной планки.

Неподвижная часть этих тисков соединена с основанием посредством центрового болта 8, вокруг которого и происходит при необходимости поворот тисков. Закрепление тисков в требуемом положении производится болтом. У неповоротных тисков неподвижная часть составляет одно целое с основанием.

Изготовляются параллельные тиски из серого чугуна. Для увеличения прочности к рабочим частям губок тисков прикрепляются на винтах пластинки из инструментальной стали, имеющие крестообразную насечку.

Для обеспечения производительной качественной работы слесаря необходимо, чтобы высота расположения рабочих губок тисков соответствовала росту работающего.

Параллельные тиски должны быть расположены так, чтобы работающий на них рабочий, стоя прямо, поставив локоть руки на губки тисков, мог вытянутыми пальцами этой руки коснуться своего подбородка. Высоту расположения стуловых тисков устанавливают аналогичным образом, но в этом случае подбородка должны коснуться не вытянутые пальцы, а пальцы, сжатые в кулак. При высоком росте работающего, когда тиски расположены ниже необходимой высоты, под верстак подкладывают подкладки.

Если же работающий мал ростом и тиски расположены слишком высоко, то под ноги работающему подставляется подножная решетка, убираемая каждый раз по окончании работы под верстак. Иногда индивидуальные верстаки имеют специальные винты для регулирования высоты их расположения.

Рис. 1. Поворотные параллельные тиски:
1 — подвижная губка; 2 — неподвижная губка; 3 — зажимная гайка, 4 — направляющая призма; 5 — зажимной винт; 6 — выточка для гайки; 7 — основание тисков; 8 — центровой болт; 9 — стопорная планка; 10 — поворотная часть тисков; 11 — болт для крепления тисков к верстаку

Крупное производство, ювелирные, ремонтные, «гаражные» столярные и слесарные ремесла состоят из процессов обработки заготовок деталей будущего изделия. Любое неосторожное движение может испортить желаемый результат, поэтому, кроме золотых рук мастера, важна правильная фиксация материала, и слесарные тиски отлично с этим справляются.

Рубка листового металла

Раскрой листового материала является первоначальной операцией при изготовлении многих видов продукции. От качества проделанной работы будет зависеть многое. Точная обработка снизит трудоемкость, сэкономит время. В зависимости от поставленных задач выбирается технология резки. Не смотря на появление современного поколения оборудования, работающего на новых принципах, рубка листового металла остается крайне востребованной операцией. Тому есть объективные причины: экономическая целесообразность, сохранение первоначальных качеств материала.

Приспособления для рубки металлических заготовок

История использования оборудования для обработки насчитывает несколько веков. Работа с металлом требует значительных физических затрат, поэтому мастера всегда старались облегчить нагрузку, снизить трудоемкость процесса. Эволюционно можно представить следующее развитие приспособлений для рубки:

Зубило. Простой способ обработки, но не отличается производительностью и точностью. Требует больших физических затрат, профессиональных навыков.
Ручная гильотина. Значительно ускоряет процесс рубки металла. Принцип работы основан на использовании рычага. Работник своими силами приводит в действие верхний нож, который подобно ножницам отделяет необходимый элемент от листа. Обрабатывать можно таким способом лишь металл небольшой толщины.
Автоматическая гильотина. Гидравлический, пневматический, электрический привод существенно ускоряет операцию. Мощность оборудования многократно превосходит возможности человека, поэтому производительность возрастает на порядок по сравнению с использованием ручного аналога.
Гильотина с ЧПУ. Современный способ рубки металла. Операция производится по программе. Отличается она высокой точностью, производительностью. Дополнительные опции практически полностью исключают участие человека в работе.

При необходимости сделать отверстие в заготовке используются специальные приспособления. Вырубка, а не сверление листового металла эффективнее. Метод экономит время, делает операцию более безопасной для работника. Особенно ценится метод изготовления отверстий вырубкой на металлическом листе толщиной менее 2 мм. Набор пуансонов для этой операции достаточен для изготовления детали с заданным допуском по диаметру.

Рубка металла гильотиной

Изготовление деталей состоит из нескольких этапов. Отдельные операции можно выполнить не одним единственным способом. Например, при необходимости резать лист выбирают такой способ, который будет отвечать следующим критериям: минимальное время изготовления, небольшие расходы, полное соответствие техническим требованиям.

Для первичной раскройки рубка листового металла обычной гильотиной представляется наилучшим методом в большинстве случаев.

Даже при производстве сложных по форме деталей разумно сначала сделать заготовки. Исключением можно считать ситуации, когда с цельного листа режут точные элементы с помощью ПЗО (плазменной) или лазерной резки.

Однако современные технологичные способы имеют существенные минусы. Кроме того, что плазменные, лазерные технологии ощутимо дороже, они перегревают металл. В некоторых случаях это недопустимо. Например, при изготовлении кровельных, отделочных материалов, когда полимерное покрытие уже нанесено на лист при производстве. В этих случаях применяется рубка металла гильотиной. Декоративное покрытие останется невредимым. По этой же причине предпочтительно раскраивать листы оцинкованного металла, которым рекомендуется механическая обработка, без перегрева.

Не теряет своей актуальности метод и по производительности. При прямом резе ни плазма, ни лазер не могут по скорости конкурировать со станком для рубки тонкого листового металла. Гильотина оборудована регулируемыми упорами, позволяющими выставлять точные размеры для большой партии продукции. На станках с ЧПУ операции выполняются с большей точностью, поэтому изготовление деталей с небольшим допуском делается на них. Таким образом, резка листового металла в размер на гильотине может существенно снизить расходы на обработку заготовок, когда технологически допустимо заменять аналогичную операцию на плазменном, лазерном оборудовании.

Способы рубки

Работа на гильотине требует допуска в условиях производства. Специалисты проходят обучение, получают соответствующие документы, разрешающие профессиональную деятельность. Изучаются способы, приемы работы на оборудовании.

Основной операцией на гильотине является прямая рубка металлического листа.

С помощью приспособлений можно настроить угол, отличный от 90°, по умолчанию использующийся на оборудовании. Несколько последовательных операций позволяют получать детали достаточно сложной формы. Но криволинейный рез на гильотине не делается. Для этого есть специальное оборудование.

Особое внимание уделяется настройке гильотины под предстоящую работу. На станок устанавливаются универсальные ножи, если предполагается рубка различных по качеству, толщине металлических листов. На специализированном производстве, когда на гильотине выполняется работа с материалом одной марки можно установить специальные ножи. Например, для резки алюминия, высокопрочной стали, полимерных, стекловолокнистых материалов. Специализированные ножи имеют необходимую толщину, угол заточки, что повышает производительность и долговечность оборудования.

Штамповка деталей из листового металла

Одна из самых распространенных технологий обработки металла – это штамповка. С ее помощью производят детали для всех отраслей народного хозяйства. Использование штамповки позволяет получать из плоского листа детали разных размеров и формы.

Штамповка листового металла

Технология штамповки деталей из металлических листов и ее виды

Обработка деталей из листового металла – это процесс получения деталей необходимой формы и определенного размера. Работа по формированию деталей происходит на специальном оборудовании с применением инструмента под названием штамп.

Говоря о деталях, произведенных из листового металла, надо понимать, что на заготовку оказывается серьезное давление. Технологию штамповки начали применять еще в древние времена. Таким образом, производили орудия для обработки земли, посуду, украшения.

Штамповка деталей из металлических листов

В наши дни эта технология широко применяется при производстве деталей из листового металла, обладающих разными размерами и формой. Такой вид обработки широко применяется в автомобиле строении при производстве кузовных деталей.

Холодная и горячая листовая штамповка

Получение деталей из листового металла может быть выполнено в холодном или горячем виде.

Холодная штамповка

Применение холодной обработки давлением считают наиболее эффективным способом обработки листового металла. Применение такого способа выполняют в тех случаях, когда нет необходимости в дальнейшей механической обработке, например, резанием. Такой метод получения деталей применяют чаще всего при изготовлении автомобильных деталей, элементов конструкции авиационной техники и ряда других.

Использование метода холодной обработки металла давлением позволяет осуществить существенную экономию листового металла, разумеется, при грамотном раскрое листа и правильно изготовленной штамповой оснастки. Наибольшую эффективность штамповка показывает в крупносерийном и массовом производстве.

Такой способ показывает наибольшую эффективность при работе с такими сталями, как углеродистые и легированные. Кроме того, штамповкой получают детали из многих цветных металлов, например, медных или алюминиевых сплавов.

Холодная штамповка листового металла

Кроме листовых металлов, метод листовой штамповки допустимо использовать и при получении деталей из резины, картона и многих полимеров.

Кстати, такая обработка металла улучшает его прочностные параметры.

Горячая штамповка

Этот метод обработки листового металла применяют при производстве деталей котельных установок и некоторых деталей, используемых в корабельном деле. Для таких деталей применяют стальные листы толщиной в 3 – 4 мм.

Технологические операции применяемые в горячей штамповке во многом схожи с теми, которые применяют в холодной обработке листового металла. Инженеры, разрабатывающие технологии обработки листового металла должны учитывать то, что детали должны быть разогреты до определенной температуры. Соответственно должны быть учтены такие явления как утяжка листового металла, при выполнении отверстий, гибке и ряда других. Кроме того, при остывании деталей необходимо помнить и о возникающем короблении.

Горячая штамповка листового металла

Все это приводит к тому, что изменяются размеры допусков, на размеры получаемых из металла деталей.

Перед обработкой на прессовом оборудовании заготовки из металла проходят нагрев в печах различного типа, например, электрических или газопламенных.

Резка

Операция, в ходе которой происходит отделение части листового металла, от тела будущей детали называют резкой. Эту операцию применяют для изготовления и готовых деталей, и при выполнении раскроя листового металла на полосы заданных размеров. При выполнении этой операции необходимо обеспечить максимальное количество готовых деталей, таким образом, количество отходов будет минимизировано.

Газокислородная резка металла

Эффективность раскроя определяет коэффициент использования листа. Его рассчитывают как отношение площади полученных деталей к площади целого листа.

Для этой операции применяют разное оборудование, в том числе вибрационные, дисковые, гильотинные и другие виды прессового оборудования.

Вырубка

Так называют технологическую операцию по получении заготовки с замкнутым контуром.

Вырубка листового металла

Вытяжка

Операция в результате которой заготовку выполненную в плоском виде трансформируют в пространственную. Вытяжку используют при изготовлении деталей разной формы и цилиндрические, и конусные, и коробчатые.

Ротационная вытяжка металла

Для вытяжки применяют штамповую оснастку, которая состоит из пуансона, который втягивает листовой металл в отверстие расположенное в матрице.

Гибка

Эта операция позволяет получать из листовой заготовки детали с требуемой формой изгиба.

Пробивка

Эту операцию применяют при необходимости получения отверстий определенной формы.

Координатная пробивка и ее недостатки

Рельефная формовка

Так называют операцию, которая позволяет изменять форму в каком-то определенном месте, но при этом сохраняется внешний контур детали.

Рельефная формовка листового металла

Как пример можно привести производство ребер жесткости.

Оборудование и инструменты

Оборудование, которое необходимо для выполнения штамповки включает в свой состав – прессы, а в качестве рабочего инструмента применяют штампы.

Как правило, в цехах, где выполняют штамповку применяют пресса двух типов – механические и гидравлические. В станках первого типа, для выполнения операции используют энергию падающего шатуна, в оборудовании второго типа, для обеспечения необходимой нагрузки используют гидравлическую машину, которая создает усилие на штамповочном узле.

К механическим станкам относят и такие как кривошипно-шатунные, винтовые, гильотинные, комбинированные и некоторые другие.

Усилие, которое будет направлено на формование детали, в зависимости от модели пресса может составлять несколько килограмм (настольные прессы, пневматического действия), а может несколько сотен тонн, например, пресс марки КА9536. Его усилие составляет 400 тонн, дина хода шатуна составляет 250 мм, а максимальный размер штамповой оснастки составляет 1000 на 1000 мм в плане.

На территории нашей страны действует ГОСТ 6809-87. Он определяет технические параметры для прессового оборудования, применяемого в горячей штамповке.

Станок для штамповки листового металла должен быть установлен на отдельный фундамент, который не связан с основным фундаментом здания, в котором размещаю штамповочный цех.

Прессовое оборудование может быть использовано в производствах по крупносерийному или массовому изготовлению деталей.

Прессы, практически всех типов имеют два режима работы, ручной и автоматический. Последний, позволяет встраивать их в линии по производству сложных деталей.

Например, при изготовлении кузовных автомобильных деталей, в одной линии размещено несколько прессов. На каждом из них установлены индивидуальные штампы, последовательное использование которых позволяет получать из листа готовую деталь, например, крышку багажного отделения или дверь.

Точность обработки на таком оборудовании позволяет запускать полученные детали в дальнейшее производство без использования промежуточных операций, связанных с механической обработкой.

Принцип работы и устройство прессов различных типов

Прессовое оборудование механического типа может использовать в своей работе энергию сжатого воздуха. Для этого в штамповочных цехах применяют линии подачи сжатого воздуха. Рабочее давление в них составляет 8 – 12 атм. Станки этого типа оснащают системами очистки воздуха от воды и следов масел.

Прессовое оборудование механического типа

Сжатый воздух, принимает участие в раскрутке маховика, который поднимает шатун в верхнее положение. Нажимая на педаль или кнопки управления прессом, оператор открывает муфту, воздух выходит из системы и шатун под своим весом устремляется вниз.

Гидравлические прессы

Гидравлический пресс, представляет собой набор деталей, включающий в свой состав:

емкость для хранения масла;
насосную станцию, предназначенную для создания необходимого давления на шток пресса;
систему фильтров, отделяющих от рабочей жидкости воду и твердые частицы.

Гидравлические прессы для листового металла

Все прессы включают в состав своей конструкции шкафы управления, выносные пульты, с которыми непосредственно работает оператор пресса.

Радиально ковочный аппарат

Основное предназначение аппарата этого типа – это получение заготовок для валов определенной формы и размера.

Радиусная гибка листа

Чаще всего на оборудовании этого типа производят заготовки с диаметром порядка 150 мм и длиной до 1200 мм.

Электромагнитный пресс

Прессы этого типа появились относительно недавно. В качестве источника энергии для получения деталей заданной формы используют сердечник, который является частью электромагнита.

Электромагнитный пресс для листового металла

Именно он перемещает ползун, на котором установлена верхняя часть штампа, а возвращают его в исходное положение возвратные пружины. Эти станки показывают высокую производительность. Чаще всего применяют электромагнитные прессы с длиной хода в 10 мм, а усилие на штампе составляет 2,5 тонны.

Инструмент для штамповки

Для обработки деталей при помощи штамповки применяют инструмент под названием штамп.

Штамп для листового металла

Он состоит из двух частей, верхняя закрепляется на подвижном ползуне, нижняя на неподвижном столе, который является неотъемлемой частью станины.

Для производства штампов применяют инструментальные стали типа У8, ХВГ и некоторых других.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Вырубка круглых заготовок экономически нецелесообразна из-за больших отходов. Вследствие относительно высокой стоимости и сравнительно узкого ассортимента трубы не имеют широкого применения в качестве исходного материала для получения заготовок. Для штамповки о применением формовки, объемной и плоскостной калибровки может быть применен периодический прокат. Калибровка го-гячекатаного прутка и катанки волочением обеспечивает необходимую точность заготовки по поперечному сечению, улучшает качество поверхности, но стоимость металла несколько повышается. [1]

Высокий коэффициент раскроя листового материала при вырубке круглых заготовок из полосы получается по схеме ( рис. 53 0), в соответствии с которой центры заготовок располагаются в углах равностороннего треугольника АБВ. Коэффициент раскроя увеличивается при увеличении числа продольных рядов в полосовой заготовке. [2]

Вырубные круглые матрицы типа а применяют для вырубки круглых заготовок . [3]

Пресс кривошипный лис-тоштамповочный усилием 25 - 160 кН, штамп для вырубки круглых заготовок диаметром 20 - 25 мм с шариковой месдозой и сменными пуансонами, измерительный микроскоп, микрометр, штангенциркуль, шлифованный стальной эталон, пресс Бринелля. [4]

На рис. 255 приведена зависимость коэффициента использования металла от числа рядов при многорядной вырубке круглых заготовок и шахматном способе раскроя. [5]

В качестве примера можно привести технологический процесс изготовления колпачков, состоящий из пяти операций: 1) вырубка круглой заготовки из полосы металла; 2) предварительная вытяжка; 3) отжиг заготовки на холостом ходу пресса с помощью индукционного нагревателя; 4) окончательная вытяжка; 5) вырубка боковых прорезей. [6]

Рекомендуемая последовательность операций при изготовлении тарельчатых пружин следующая: 1) вырезка заготовок в виде многогранника или вырубка круглой заготовки в штампе; 2) сверление отверстия в пакете заготовок; 3) обтачивание пакета заготовок по наружному диаметру; 4) штамповка формы тарельчатой пружины; 5) термическая обработка до твердости HRC 40 - 45; 6) шлифование базового отверстия в пакете; 7) разметка прорезей; 8) прорезание прорезей; 9) опиловка; 10) предварительное шлифование пакета пружин по наружному диаметру; 11) окончательное шлифование по наружному диаметру в сборе на рабочей оправке. [7]

На рис. 185 показан штамп совмещенного действия для производства полых изделий в виде стаканчика за две операции: вырубки круглой заготовки и вытяжки стаканчика. [9]

На рис. J05 приведен штамп совмещенного действия для производства полых изделий в виде стаканчика за две операции листовой штамповки: вырубку круглой заготовки и вытяжку стаканчика. [11]

Штампы совмещенного действия выполняют за один ход ползуна несколько операций без перемещения заготовки. На рис. 183 приведен штамп совмещенного действия для производства полых изделий в виде стаканчика за две операции: вырубки круглой заготовки и вытяжки стаканчика. [12]

Слесарная рубка металла

Одним из методов подготовки детали к чистовой обработке является рубка металла. Она относится к слесарным операциям. Её применение позволяет решить следующие задачи:

удалить оставшийся слой или части металла с поверхности заготовки;
устранить образовавшиеся кромки на краях детали после ковки и литья;
разделить металлический прокат на более мелкие части;
вырубить отверстия в металлических изделиях;
прорубить канавки различного назначения.

В справочной литературе описывающей слесарное дело подробно приводятся задачи, решаемые этой операцией и способы её проведения. Большое назначение слесарной рубки определяет её широкое применение в металлообработке и машиностроении. Она позволяет быстро и качественно разделить заготовки по заданным размерам.

Способы рубки металла

Технология слесарной рубки металла подразделяется на следующие виды:

по характеру решаемых задач (вырубка деталей по заданной форме, отделение части металла необходимого размера, вырубание канавок);
способу операции (ручную или механизированную);
методу фиксации;
направлению рубочного действия (вертикальное или горизонтальное).

Все виды рубки металла могут осуществляться как вручную, так и механически. Это определяется требуемым качеством получаемого изделия, количеством (производительностью), техническими возможностями (наличием ручного или механического инструмента).

При ручной рубке используются следующие способы: вертикальный или горизонтальный. Выбор способа зависит от возможности закрепления металла.

Она может зажиматься в тисках (если позволяют размеры и масса). Если это невозможно, заготовку располагают на наковальне или металлической плите. Горизонтальную операцию целесообразно производить с использованием слесарных тисков.

При ручной рубке выделяют три способа нанесения удара молотком. Это — кистевой, локтевой и плечевой удар. От силы удара зависит скорость проведения операции и качество получаемого края детали. На силу удара влияет масса ударной части молотка, длины ручки.

В оборудованных мастерских и на металлообрабатывающих предприятиях применяют различные виды механизированных способов рубки и резки металлических заготовок. К этим способам относятся:

вырубка с помощью пресса или молота;
рубка и резка с помощью гильотины;
применения специальных станков.

В основу механизированных видов положены, механические, гидравлические или электрические принципы приведения в действие режущего инструмента.

Применяемое оборудование и инструменты

Этот перечень зависит от способа проведения работ. Ручная рубка осуществляется с применением:

режущего инструмента (зубила, крейцмейсель и так далее); (его выбирают по весу и длине ручки); ;
металлической подложки; .

Слесарное зубило конструктивно состоит из трёх основных частей: ударной, средней (держателя) и режущей (рабочей). Форма режущей части у каждого разная и зависит от решаемой задачи. Зубилом производят стандартную операцию рубки. Крейцмейсель обладает более узкой режущей кромкой. Канавочник предназначен для вырубания канавок, поэтому его режущая часть выполнена в форме полукруга. Бородок изготавливают из круглого металлического стержня, и имеет рабочую часть в форме окружности заточенной по периметру. С его помощью производят вырубку отверстий в листовом металле. Все ударные инструменты изготавливаются из прочной инструментальной стали.

Основными параметрами этих инструментов являются геометрические размеры, углы заточки режущей части. Для нанесения удара по верхней (ударной) части зубила применяется слесарный молоток. Они отличаются формой бойка (круглая или квадратная), методом крепления ручки, общим весом.

Вырубка небольших деталей, отверстий, отдельных частей производится с помощью крепёжного оборудования или на стальных подложках. Для надёжности крепления эта операция производится в тисках.

В качестве инструмента для разметки применяют различные слесарные линейки, угольники, разметочные штангенциркули, малки. Для нанесения отметок применяют: керны (различной модификации), чертилки с разной формой наконечников, карандаши. Применяемые инструменты изготовлены по разработанным стандартам

На промышленных предприятиях инструментом для рубки металла являются специальные станки. К ним относятся:

гильотины;
прессы (гидравлические и механические);
пресс-ножницы;
угловысечные станки.

Они обладают высокой производительностью и позволяют проводить рубку даже очень толстого металла.

Гидравлическая гильотина управляется электронным блоком. С его помощью задают параметры будущей операции. Устанавливают вид металла, угол среза, величину давления на нож, скорость резания. Кроме гильотины для решения этих задач применяют так называемые комбинированные агрегаты. К ним относятся режущие станки (пресс-ножницы) и узкоспециальные (угловысечные станки, прессы и штампы). Пресс-ножницы применяются для рубки листов и полос металла, фасонного и сортового проката. Они хорошо справляются с профильным металлом, например, швеллер, двутавровый прокат, квадрат. С их помощью получают ровные отверстия и различной формы пазы.

Угловысечные станки позволяют проводить угловую вырубку металлических изделий практически любой толщины. Высокой точности рубки добиваются благодаря наличию шкалы, позволяющей точно опускать инструмент в требуемое место и правильно заточенного набора зубил.

Прессы и штампы решают аналогичные задачи. В них применяют механические, гидравлические, пневматические и электрические приводы.

Ручной метод рубки металла

Приёмы слесарной рубки определяют последовательность действий :

закрепление заготовки в тисках, если это невозможно её укладывают на наковальню;
зубило устанавливают в начало линии разметки;
сначала молотком наносят предварительные не сильные удары для выделения контура намеченной линии отсечения;
затем вдоль этой линии перемещают режущий инструмент, по которому наносятся сильные удары;
после завершения наполовину прорубленную заготовку переворачивают;
с обратной стороны повторяют такие действия, до полного отсечения.

При работе с полосовым металлом используют горизонтальный способ. Правила работ заключаются в следующем:

режущей кромке зубила при затачивании задают определённую кривизну;
начинают проводить операцию с дальней кромки постепенно приближаясь к передней отметке;
при вырубании заготовок по установленному шаблону, следует предусмотреть припуск.

Во время ручной операции высока вероятность порчи заготовки или появления различных дефектов. Чтобы избежать этого, необходимо:

обеспечить прочную фиксацию заготовки;
соблюдать угол наклона зубила (оно должно быть равно 30 градусов);
аккуратно размечать линию отреза (выруба);
рекомендуется перед началом работы снять фаски у заготовки;
частота наносимых уларов должна быть равномерной с одинаковым усилием.

Эти рекомендации особенно необходимо соблюдать, когда производится рубка металлов профиля ПЗО.

На металлообрабатывающих, машиностроительных предприятиях, крупных мастерских применяется механизированная рубка металла. Наиболее распространённой является рубка с применением различных гильотин. Механизация рубки позволяет повысить качество рубленого края, осуществлять вырубку более толстого металла, увеличить скорость получения готовой заготовки.

Гильотины применяются для рубки листового металла различной толщины. Техника рубки достаточно проста. Гильотина имеет специальный нож, который под давлением опускается на лист металла, разрубая его по нанесённой разметке. Для создания требуемого усилия применяют механическую, гидравлическую или электромеханическую системы. В этом случае металлическая полоса стальная подвергается воздействию ножа, который реализует вертикальный способ рубки. В этом случае специальное устройство — рольганг — подаёт металлическую заготовку на заданную длину. Фиксирующее устройство осуществляет захват и удержание заготовки в требуемом положении. На место рубки под давлением опускается нож, который осуществляет эту операцию ровно по линии разметки.

Создание необходимого краткосрочного давления на лист металла позволяет произвести точную рубку по сделанной отметке и обеспечить высокое качество результата. Гильотинная резка обладает следующими преимуществами:

получить ровный край на срезе;
отсутствуют зазубрины и заусенцы;
не происходит серповидных откосов на протяжении всей длины кромки;
не бывает неравномерных скосов.

Кроме технических преимуществ, применение гильотины позволяет снизить себестоимость каждой детали и повысить производительность труда на этой операции.

Особенно важным является обстоятельство, что при такой резке удаётся повысить безопасность проведения операции.

Современные гильотины – это станки, оснащённые современными электронными блоками управления. Они способны задавать необходимые параметры перед проведением операции рубки.

Поэтому можно выбрать марку металла, требуемый угол среза, параметры проводимой операции (мощность, скорость, периодичность).

Возможные дефекты

При проведении этой операции всегда проявляются определённые дефекты. К основным дефектам относятся:

обрубленная кромка получается не прямолинейной;
не сохраняется параллельность обеих кромок детали;
край детали получается рваным с заусенцами и большой шероховатостью.

Каждый из проявившихся дефектов имеет свои индивидуальные причины. Первый дефект всегда проявляется при слабой фиксации обрабатываемой детали. Особенно этот дефект проявляется, если проводится процесс рубки на металлической станине без фиксации детали. Проявление этих дефектов вызвано следующими причинами:

деталь не достаточно надёжно закреплена;
произошло смещение нанесённой маркировки;
процесс производился ударами, превышающими необходимую силу;

Для их устранения необходимо выполнять не сложные правила:

Проверить прочность закрепления заготовки;
Соблюдать точность расположения детали относительно нанесённой маркировки;
Проверить параметры заточки инструмента.

При прорубании канавок, кроме перечисленных дефектов, могут появляться и другие. К ним относятся:

рваные кромки канавки;
глубина канавки разная по длине;
сколы на конце канавки;

Чтобы предотвратить появление перечисленных дефектов необходимо соблюдать методики установленные инструкциями по применению конкретного оборудования и принятыми стандартами. Перед проведением операции осуществляется подготовка рубке самой заготовки, режущего инструмента и используемого станка.

При соблюдении правил подготовки и проведении операций рубки и вырубки получается ровный край, без дефектов и сколов.

Читайте также: