Metalo apdirbimas siekia priešistorinį laikotarpį, kai senovės žmonės išmoko lieti varinius įrankius ir strėlių antgalius. Taip prasidėjo metalo, fosilijos, kuri išlieka aktuali iki šių dienų, era. Šiandien naujos metalo apdirbimo technologijos leidžia kurti įvairius lydinius, keisti technologines savybes, gauti sudėtingų formų ir dizaino.

Šiuo metu populiariausia medžiaga yra geležis. Jos pagrindu išliejama daug lydinių su skirtingu anglies kiekiu ir legiruojančiais priedais. Be plieno, spalvotieji metalai plačiai naudojami pramonėje, taip pat naudojami įvairiuose lydiniuose. Kiekvienas lydinys pasižymi ne tik eksploatacinėmis savybėmis, bet ir technologinėmis, kurios lemia jo apdorojimo būdą:

• liejimas;
• karščio gydymas;
• mechaninis pjovimas;
• šalta arba karšta deformacija;
• suvirinimas.

Liejimas yra pirmasis metodas, kurį žmonės pradėjo naudoti. Pirmasis buvo varis, o geležis iš rūdos sūrio krosnyje pradėta lydyti XII amžiuje prieš Kristų. e. Šiuolaikinės technologijos leidžia gauti įvairių lydinių, gryninti ir deoksiduoti metalą. Pavyzdžiui, varį deoksidavus fosforu, jis tampa plastiškesnis, o perlydant inertinėje aplinkoje padidėja elektros laidumas.

Naujausi metalurgijos pasiekimai buvo naujų lydinių atsiradimas. Sukurtos naujos aukštesnės kokybės austenitinės ir feritinės klasės labai legiruoto nerūdijančio plieno rūšys. Pasirodė patvaresni ir atsparesni korozijai karščiui atsparūs, karščiui atsparūs, rūgštims atsparūs ir maistiniai plienai AISI 300 ir 400 serijos. Kai kurie lydiniai buvo patobulinti ir į jų sudėtį įtrauktas titanas kaip stabilizatorius.

Spalvotojoje metalurgijoje taip pat buvo gauti lydiniai, turintys optimalias charakteristikas konkrečiai pramonei. Perdirbtas bendrosios paskirties aliuminis 1105, didelio grynumo aliuminis A0 maisto pramonei, oro linijoms, tarp kurių populiariausios aviacijos pramonės markės yra AB, AD31 ir AD 35, jūros vandeniui atsparus laivų aliuminis 1561 ir AMg5, suvirinamieji aliuminio lydiniai. su magniu arba manganu, karščiui atspariu aliuminiu, pvz., AK4. Platus pasirinkimas vario pagrindo lydiniai – bronza ir žalvaris taip pat skiriasi būdingi bruožai ir tenkina visus šalies ūkio poreikius.

Lydinio technologinių charakteristikų formavimas

Įjungta moderni rinka Metalo valcavimo gaminiams priskiriami įvairūs pusgaminiai iš įvairaus plieno ir spalvotųjų metalų lydinių. Be to, tas pats prekės ženklas gali būti siūlomas skirtingomis technologinėmis būsenomis.

Karščio gydymas

Per karščio gydymas lydinys gali būti stangriausias ir patvariausias arba, atvirkščiai, labiau plastiškas. Kietosios būsenos „T“ - termiškai sukietintas, pasiekiamas kaitinant iki tam tikros temperatūros ir po to smarkiai atšaldant vandenyje arba aliejuje. Minkšta būsena „M“ - termiškai atkaitinta, kai po šildymo vėsta lėtai. Aliuminiui taip pat naudojami terminiai natūralaus ir dirbtinio senėjimo metodai.

Kiekvienam prekės ženklui nustatyti savi terminio apdorojimo režimai, ištirta įtempių įtaka korozijos savybėms, kas leidžia suformuluoti ir technologinius procesus.

Slėgio stiprinimas

Šis metodas buvo žinomas mūsų protėviams. Kalviai padidino medžiagos tankį, kaldami ją šaltai. Tai buvo vadinama dalgio ar ašmenų atkišimu. Šiandien šis procesas vadinamas šaltuoju grūdinimu, kuris žymint valcuotus gaminius žymimas „N“. Šiuolaikinės technologijos leidžia labai tiksliai išgauti bet kokio laipsnio mechaninį grūdinimą. Pavyzdžiui, „H2“ yra pusiau sukietėjimas, „H3“ yra trečiasis grūdinimas ir kt.

Metodas susideda iš didžiausio galimo mechaninio suspaudimo, po kurio seka dalinis atkaitinimas iki reikiamos technologinės būklės.

Cheminis apdorojimas

Paviršiaus ėsdinimas cheminiais reagentais. Metodas naudojamas norint pakeisti paviršiaus grūdėtumą ir suteikti jam matinį arba blizgantį atspalvį. Paprastai ši technika naudojama valcuotų gaminių, pagamintų karštosios deformacijos būdu, paviršiui tobulinti.

Apsauga nuo korozijos

Be dengimo apsauginiais lakais arba kompozitais su plastiku, šiuolaikinėje metalurgijoje naudojami 4 pagrindiniai metodai:

• anodavimas – anodinė poliarizacija elektrolito tirpale, siekiant gauti oksidinę plėvelę, apsaugančią nuo korozijos;
• pasyvavimas – dėl oksiduojančių medžiagų poveikio atsiranda apsauginis pasyvus sluoksnis;
• galvaninis vieno metalo dengimo kitu metodas. Procesas pasiekiamas elektrolizės būdu. Visų pirma, plieno padengimas nikeliu, alavu, cinku ir kitais metalais, atspariais korozijai;
• danga – naudojama apsaugoti aliuminio lydinius, kurie nėra pakankamai atsparūs korozijai. Technika susideda iš mechaninio padengimo gryno aliuminio sluoksniu (valcavimas, tempimas).

Bimetalio technologija

Metodas pagrįstas sujungimu įvairių metalų tarp jų atsiradus difuziniam ryšiui. Jo esmė yra būtinybė gauti medžiagą, kuri turi dviejų elementų savybes. Pavyzdžiui, aukštos įtampos laidai turi būti pakankamai stiprūs ir turėti didelį elektros laidumą. Norėdami tai padaryti, plienas ir aliuminis yra sujungti. Plieninė vielos šerdis įgauna mechaninę apkrovą, o aliuminio apvalkalas tampa puikiu laidininku. Termometrinėje technologijoje naudojami bimetalai su skirtingais šiluminio plėtimosi koeficientais.

Rusijoje bimetalai naudojami ir monetoms kaldinti.

Mechaninis restauravimas

Tai yra neatsiejama bet kokios metalo apdirbimo produkcijos dalis, kuri atliekama pjovimo įrankiais: pjovimas, smulkinimas, frezavimas, gręžimas ir kt. Šiuolaikinėje gamyboje naudojamos didelio tikslumo ir didelio našumo CNC staklės bei kompleksai. Tuo pat metu dar visai neseniai naujų metalo apdirbimo technologijų statybvietėse, montuojant metalines konstrukcijas, nebuvo. Darbų montavimo vietoje mechanizmas apėmė rankinių mechaninių ir elektrinių įrankių naudojimą.

Šiandien buvo sukurtos specialios magnetinės mašinos su programiniu valdymu. Įranga leidžia gręžti aukštyje bet kokiu kampu. Prietaisas visiškai kontroliuoja procesą, pašalindamas netikslumus ir klaidas, taip pat leidžia gręžti didelio skersmens skyles, o tai anksčiau buvo beveik neįmanoma aukštyje.

Slėgio gydymas

Pagal metodą apdorojimas slėgiu skiriasi į karštą ir šaltą deformaciją, o pagal tipą - į štampavimą, kalimą, valcavimą, tempimą ir ardymą. Čia taip pat pradėtas gamybos mechanizavimas ir kompiuterizavimas. Tai žymiai sumažina produkto savikainą, tuo pačiu padidindama kokybę ir našumą. Naujausias šaltojo formavimo pažanga yra šaltasis kalimas. Speciali įranga leidžia pagaminti itin meniškus ir tuo pačiu funkcionalius dekoratyvinius elementus minimaliomis sąnaudomis.

Suvirinimas

Tarp tų, kurie jau tapo tradiciniais metodais Galima išskirti elektros lankinį, argono lankinį, taškinį, ritininį ir dujinį suvirinimą. Suvirinimo procesą taip pat galima suskirstyti į rankinį, automatinį ir pusiau automatinį. Tuo pačiu metu naudojami nauji metodai didelio tikslumo suvirinimo procesams.

Dėl fokusuoto lazerio panaudojimo atsirado galimybė atlikti smulkių detalių suvirinimo darbus radijo elektronikoje arba prie įvairių pjaustytuvų pritvirtinti karbido pjovimo elementus.

Netolimoje praeityje technologija buvo gana brangi, tačiau naudojant modernią įrangą, kurioje impulsinis lazeris buvo pakeistas dujiniu lazeriu, technika tapo prieinamesnė. Lazerinio suvirinimo ar pjovimo įranga taip pat turi programos valdymą ir, jei reikia, gaminama vakuume arba inertinėje aplinkoje.

Plazminis pjovimas

Jei, lyginant su pjovimu lazeriu, plazminis pjovimas turi didesnį pjūvio storį, tai jis yra daug kartų ekonomiškesnis. Šiandien tai yra labiausiai paplitęs metodas serijinė gamyba su dideliu pakartojimo tikslumu. Technika apima elektros lanko pūtimą didelės spartos dujų srove. Jau yra rankinių plazminių pjaustytuvų, kurie yra puiki alternatyva pjovimui dujomis.

Naujausi sudėtingų ir mažų dalių gamybos pokyčiai

Kad ir koks tobulas būtų mechaninis apdorojimas, jis turi savo minimalių pagamintos detalės matmenų ribą. Šiuolaikinėje radijo elektronikoje naudojamos daugiasluoksnės plokštės, kuriose yra šimtai mikroschemų, kurių kiekvienoje yra tūkstančiai mikroskopinių dalių. Tokių dalių gamyba gali atrodyti magija, bet tai įmanoma.

Elektroerozinio apdorojimo metodas

Technologija pagrįsta mikroskopinių metalo sluoksnių sunaikinimu ir išgaravimu elektros kibirkštimi.

Procesas atliekamas robotine įranga ir valdomas kompiuteriu.

Ultragarso apdorojimo metodas

Šis metodas yra panašus į ankstesnį, tačiau jame medžiaga sunaikinama veikiant aukšto dažnio mechaniniams virpesiams. Ultragarsinė įranga daugiausia naudojama atskyrimo procesams. Tuo pačiu metu ultragarsas naudojamas ir kitose metalo apdirbimo srityse – valant metalą, gaminant ferito matricas ir kt.

Nanotechnologijos

Femtosekundinis lazerinis abliacijos metodas išlieka tinkamas metodas nanoskylių gamybai metale. Tuo pat metu atsiranda naujų, pigesnių ir efektyvesnių technologijų. Metalinių nanomembranų gamyba išmušant skylutes naudojant jonų ėsdinimą. Skylės yra 28,98 nm skersmens, o tankis 23,6 x 10 6 mm2.

Be to, JAV mokslininkai kuria naują, pažangesnį metodą metalo nanoskylių masyvo gamybai išgarinant metalą naudojant silicio šabloną. Šiais laikais tokių membranų savybės yra tiriamos su perspektyva pritaikyti saulės elementams.

Yra trys pagrindinės kryptys:

1. Formavimas naudojant didelio tikslumo plastinės deformacijos metodus.
2. Taikymas tradiciniais būdais metalo apdirbimas, tačiau pasižymi padidintu tikslumu ir našumu.
3. Didelės energijos vartojimo metodų naudojimas.

Pasirinkimas optimalus metodas perdirbimą lemia gamybos reikalavimai ir serijinė gamyba. Pavyzdžiui, per didelės įrangos konstrukcijos padidina energijos sąnaudas, o sumažėjęs atskirų dalių ir mazgų gamybos tikslumas lemia žemą įrangos našumą. Kai kurios technologijos negali užtikrinti reikiamų metalo stiprumo savybių ir mikrostruktūros, o tai galiausiai turi įtakos dalių ilgaamžiškumui ir atsparumui, net jei jos gaminamos su minimaliais leistinais nuokrypiais. Nauja technologija metalo apdirbimas pagrįstas netradicinių energijos šaltinių naudojimu, užtikrinančiu jo matmenų lydymą, garavimą ar formavimą.

Mechaninis apdirbimas, susijęs su drožlių pašalinimu, vystosi ypač didelio tikslumo gaminių gamybos kryptimi, daugiausia mažos apimties gamyboje. Todėl tradicinės staklės užleidžia vietą greitai perkonfigūruojamiems CNC metalo apdirbimo kompleksams. Santykinai mažas medžiagų panaudojimo lygis ( apdirbant retai kada viršija 70...80 proc.) kompensuoja minimalūs leistini nuokrypiai ir aukšta gaminių apdailos paviršiaus kokybė.

Skaitmeninio valdymo sistemų gamintojai didžiausią dėmesį skiria aptariamos įrangos išplėstoms technologinėms galimybėms, modernaus didelio atsparumo įrankių plieno naudojimui ir rankinio operatoriaus darbo panaikinimui. Visas parengiamąsias ir baigiamąsias operacijas tokiuose kompleksuose atlieka robotika.

Energiją taupantys metalų plastinės deformacijos metodai

Metalo formavimo technologija, be didesnio metalo panaudojimo, turi ir kitų reikšmingų dalykų privalumų:

• Dėl plastinės deformacijos pagerėja gaminio makro ir mikrostruktūra;
• Štampavimo įrangos našumas kelis kartus didesnis nei metalo pjovimo staklių;
• Po apdorojimo slėgiu padidėja metalo stiprumas, padidėja jo atsparumas dinaminėms ir smūgiinėms apkrovoms.

Progresyvūs šalto ir pusiau karšto štampavimo procesai - įtvaras, tikslus pjovimas, ekstruzija, apdirbimas ultragarsu, štampavimas superplastiškumo būsenoje, skystasis štampavimas. Daugelis jų yra įdiegta automatizuotoje įrangoje, kurioje yra kompiuterių sistemos kontrolė ir valdymas. Antspauduotų gaminių gamybos tikslumas daugeliu atvejų nereikalauja vėlesnės jų apdailos – tiesinimo, šlifavimo ir kt.

Didelės energijos formavimo metodai

Didelės energijos technologijos naudojamos tais atvejais, kai tradiciniais metodais neįmanoma pakeisti metalo ruošinio formos ir matmenų.

Šiuo atveju jie naudojami keturių rūšių energija:

1. Hidraulinis- skysčio arba atskirų jo judančių elementų slėgis.
2. Elektrinis, kuriame visi medžiagų šalinimo procesai atliekami naudojant iškrovą – lanką arba kibirkštį.
3. Elektromagnetinis, kuris įgyvendina metalo apdirbimo procesą, kai ruošinį veikia elektromagnetinis laukas.
4. Elektrofizinis, veikiantis paviršių nukreiptu lazerio spinduliu.

Taip pat egzistuoja ir sėkmingai plėtojami kombinuoti metalo poveikio būdai, kai naudojami du ar daugiau energijos šaltinių.

Remiantis skysčio paviršiaus poveikiu aukštas spaudimas. Tokie įrenginiai daugiausia naudojami siekiant pagerinti paviršiaus kokybę, pašalinti mikronelygumus, išvalyti paviršių nuo rūdžių, apnašų ir kt. Tokiu atveju skysčio srovė gali paveikti gaminį tiek tiesiogiai, tiek per abrazyvinius komponentus, esančius sraute. Emulsijoje esantis abrazyvas nuolat atnaujinamas, kad būtų užtikrintas gautų rezultatų nuoseklumas.

– metalinio paviršiaus matmenų ardymo (erozijos) procesas, veikiamas impulso, kibirkšties ar lankinio išlydžio. Didelis šaltinio tūrinės šiluminės galios tankis lemia metalo mikrodalelių išlydymą, o vėliau jas pašalinant iš apdorojimo zonos dielektrinės darbo terpės (alyvos, emulsijos) srautu. Kadangi metalo apdirbimo procesų metu vietinis paviršiaus įkaitinimas vienu metu atsiranda iki labai didelio aukšta temperatūra, tada dėl to dalies kietumas apdirbimo zonoje žymiai padidėja.

Jį sudaro tai, kad ruošinys dedamas į galingą elektromagnetinį lauką, kurio jėgos linijos veikia ruošinį, įdėtą į dielektriką. Tokiu būdu susidaro mažo plastiškumo lydiniai (pavyzdžiui, titano ar berilio), taip pat plieno lakštai. Paviršius paveikiamas panašiai. ultragarso bangos, kurią sukuria magnetostrikciniai arba pjezoelektriniai dažnio keitikliai. Aukšto dažnio vibracijos taip pat naudojamos metalų paviršiaus terminiam apdorojimui.

Labiausiai koncentruotas šiluminės energijos šaltinis yra lazeris. – vienintelis kelias gaunamos itin mažos, padidinto matmenų tikslumo skylės ruošiniuose. Dėl lazerio šiluminio poveikio metalui krypties pastarasis gretimose zonose intensyviai stiprinamas. Lazerio spindulys gali sukurti tokių ugniai atsparių medžiagų matmenų programinę įrangą cheminiai elementai, pavyzdžiui, volframas ar molibdenas.

– cheminių reakcijų, atsirandančių elektros srovei tekant per ruošinį, bendro poveikio paviršiui pavyzdys. Dėl to paviršinis sluoksnis yra prisotintas junginių, kurie gali susidaryti tik esant aukštai temperatūrai: karbidai, nitridai, sulfidai. Panašiomis technologijomis galima atlikti paviršių dengimą kitais metalais, kurie naudojami bimetalinių detalių ir mazgų (plokštelių, radiatorių ir kt.) gamybai.

Šiuolaikinės metalo apdirbimo technologijos nuolat tobulinamos naudojant naujausi pasiekimai Mokslas ir technologijos.

Įvairių formų metalas, įskaitant daugybę lydinių, yra viena iš populiariausių ir plačiausiai naudojamų medžiagų. Būtent iš jo gaminama daugybė dalių, taip pat daugybė kitų populiarių daiktų. Tačiau norint gauti bet kokį gaminį ar detalę, reikia įdėti daug pastangų, ištirti apdirbimo procesus ir medžiagos savybes. Pagrindiniai metalo apdirbimo būdai atliekami pagal skirtingus poveikio ruošinio paviršiui principus: terminį, cheminį, meninį poveikį, naudojant pjovimą ar spaudimą.

Šiluminis poveikis medžiagai yra šilumos įtaka, siekiant pakeisti reikalingus parametrus, susijusius su savybėmis ir struktūra kietas. Šis procesas dažniausiai naudojamas įvairių mašinų dalių gamyboje ir, skirtingi etapai gamyba. Pagrindiniai metalų terminio apdorojimo tipai: atkaitinimas, grūdinimas ir grūdinimas. Kiekvienas procesas savaip paveikia produktą ir yra atliekamas skirtingos reikšmės temperatūros režimas. Papildomos šilumos įtakos medžiagai rūšys yra tokios operacijos kaip apdorojimas šaltu ir senėjimas.

Technologiniai procesai, skirti dalių arba ruošinių gamybai naudojant apdirbamąjį paviršių veikiant jėga skirtingi tipai metalo formavimas. Tarp šių operacijų yra keletas populiariausių. Taigi valcavimas vyksta suspaudžiant ruošinį tarp besisukančių ritinėlių poros. Volai gali būti skirtingos formos, priklausomai nuo daliai keliamų reikalavimų. Presuojant medžiaga uždaroma į uždarą formą, iš kurios vėliau išspaudžiama į mažesnę formą. Piešimas – tai ruošinio ištraukimas per palaipsniui siaurėjančią skylę. Esant slėgiui, taip pat atliekamas kalimas, tūrinis ir lakštinis štampavimas.

Meninio metalo apdirbimo ypatumai

Kūrybiškumas ir meistriškumas atspindi Skirtingos rūšys meninis metalų apdirbimas. Tarp jų galime pastebėti porą seniausių, tyrinėtų ir naudotų mūsų protėvių – tai liejimas ir. Nors išvaizda nuo jų nedaug atsiliko dar vienas įtakos būdas – kaldinimas.

Reljefinis įspaudimas yra paveikslėlių kūrimo procesas ant metalinio paviršiaus. Pati technologija apima slėgio taikymą anksčiau pritaikytam reljefui. Pažymėtina, kad reljefas gali būti atliekamas tiek ant šalto, tiek ant šildomo darbinio paviršiaus. Šios sąlygos visų pirma priklauso nuo konkrečios medžiagos savybių, taip pat nuo darbe naudojamų įrankių galimybių.

Mechaninio metalų apdirbimo būdai

Ypatingo dėmesio nusipelno mechaninio metalų apdirbimo rūšys. Kitu būdu mechaninis veiksmas gali būti vadinamas pjovimo būdu. Šis metodas laikomas tradiciniu ir labiausiai paplitusiu. Verta paminėti, kad pagrindinis porūšis šis metodas yra įvairios manipuliacijos su darbo medžiaga: pjovimas, pjovimas, štampavimas, gręžimas. Šio metodo dėka iš tiesaus lakšto ar bloko galima gauti norimą detalę su reikiamais matmenimis ir forma. Daugiau su pagalba mechaninis poveikis galima pasiekti reikiamas medžiagos savybes. Dažnai šis metodas naudojamas, kai reikia pagaminti ruošinį, tinkamą tolimesnėms technologinėms operacijoms.

Metalo pjovimo apdirbimo rūšis atstovauja tekinimas, gręžimas, frezavimas, obliavimas, kalimas ir šlifavimas. Kiekvienas procesas yra skirtingas, tačiau apskritai pjovimas yra viršutinio darbinio paviršiaus sluoksnio pašalinimas drožlių pavidalu. Dažniausiai naudojami metodai yra gręžimas, tekinimas ir frezavimas. Gręžiant dalis fiksuojama nejudančioje padėtyje ir smogiama tam tikro skersmens grąžtu. Tekinimo metu ruošinys sukasi, o pjovimo įrankiai juda nurodytomis kryptimis. Kai naudojamas sukamasis judėjimas pjovimo įrankis fiksuotos dalies atžvilgiu.

Cheminis metalų apdorojimas, siekiant padidinti medžiagos apsaugines savybes

Cheminis apdorojimas yra praktiškai paprasčiausias poveikio medžiagai tipas. Tam nereikia daug darbo ar specialios įrangos. Tam, kad paviršius būtų tam tikras, naudojamas visų rūšių cheminis metalų apdorojimas išvaizda. Taip pat įtakojo cheminis poveikis stengtis padidinti apsaugines medžiagos savybes – atsparumą korozijai ir mechaniniams pažeidimams.

Tarp šių cheminio poveikio būdų populiariausi yra pasyvinimas ir oksidavimas, nors dažnai naudojamas kadmio dengimas, chromavimas, vario dengimas, nikeliavimas, cinkavimas ir kt. Visi metodai ir procesai atliekami siekiant padidinti įvairius rodiklius: stiprumą, atsparumą dilimui, kietumą, atsparumą. Be to, šis apdorojimo būdas naudojamas norint suteikti paviršiui dekoratyvinę išvaizdą.

Be minėtų metalų apdirbimo ir ruošinių bei mašinų dalių gamybos būdų, naudojami ir kiti palyginti nauji ir labai progresyvūs metodai.

Metalo suvirinimas. Iki metalo suvirinimo išradimo, pavyzdžiui, katilų, metalinių laivų korpusų ar kitų darbų, reikalaujančių metalo lakštų sujungimo, gamyba buvo pagrįsta šio metodo taikymu. kniedės.

Šiuo metu kniedės beveik nenaudojamos, jos pakeistos metalo suvirinimas. Suvirintoji jungtis yra patikimesnė, lengvesnė, greičiau pagaminama ir taupo metalą. Suvirinimo darbai reikalauja pigesnių išlaidų darbo jėga. Suvirinimo būdu taip pat galima sujungti sulūžusių detalių dalis ir atkurti susidėvėjusias mašinos dalis suvirinant metalą.

Yra du suvirinimo būdai: dujos (autogeninės) – naudojant degias dujas (acetileno ir deguonies mišinį), sukeliančias labai karštą liepsną (virš 3000 °C), ir elektrinis suvirinimas, kuriame metalas lydomas elektros lanku (temperatūra iki 6000°C). Šiuo metu plačiausiai naudojamas elektrinis suvirinimas, kurio pagalba tvirtai sujungiamos mažos ir didelės metalinės dalys (didžiausių jūrų laivų korpusų dalys, tiltų santvaros ir kitos statybinės konstrukcijos, didžiulių aukščiausio slėgio katilų dalys, mašinų dalys ir tt yra suvirinti kartu). ). Daugelio mašinų suvirintų dalių svoris šiuo metu sudaro 50–80 % viso jų svorio.

Tradicinis metalo pjovimas pasiekiamas pašalinus drožles nuo ruošinio paviršiaus. Iki 30-40% metalo patenka į drožles, o tai labai neekonomiška. Todėl vis daugiau dėmesio skiriama naujiems metalo apdirbimo būdams, pagrįstiems beatlieke arba mažai atliekų technologija. Naujų metodų atsiradimą lėmė ir didelio stiprumo, korozijai ir karščiui atsparių metalų bei lydinių, kurių apdirbimas yra sudėtingas įprastiniais metodais, plitimas mechaninėje inžinerijoje.

Nauji metalo apdirbimo metodai apima cheminį, elektrinį, plazminį lazerinį, ultragarsinį ir hidroplastinį.

At cheminis apdorojimas naudojama cheminė energija. Tam tikro metalo sluoksnio pašalinimas atliekamas chemiškai aktyvioje aplinkoje (cheminis frezavimas). Jį sudaro metalo tirpinimas nuo ruošinių paviršiaus, reguliuojamas laiku ir vietoje, ėsdinant juos rūgštinėse ir šarminėse voniose. Tuo pačiu metu paviršiai, kurių negalima apdoroti, yra apsaugoti chemiškai atspariomis dangomis (lakais, dažais ir kt.). Dėl pastovios tirpalo koncentracijos išlaikomas ėsdinimo greičio pastovumas.

Naudojant cheminio apdirbimo būdus, gaunamas vietinis nestandžių ruošinių ir standinimo briaunų retinimas; apvijų grioveliai ir įtrūkimai; „vafliniai“ paviršiai; apdoroti paviršius, kuriuos sunku pasiekti pjovimo įrankiais.

At elektrinis metodas Elektros energija paverčiama šilumine, chemine ir kitų rūšių energija tiesiogiai pašalinant tam tikrą sluoksnį. Pagal tai elektros apdorojimo metodai skirstomi į elektrocheminius, elektroerozinius, elektroterminius ir elektromechaninius.

Elektrocheminis apdorojimas remiantis anodinio metalo tirpimo elektrolizės metu dėsniais. Kai nuolatinė srovė praeina per elektrolitą ant ruošinio paviršiaus, kuris yra prijungtas prie elektros grandinės ir yra anodas, cheminė reakcija, ir susidaro junginiai, kurie tirpsta arba lengvai pašalinami mechaniškai. Elektrocheminis apdorojimas naudojamas poliravimui, matmenų apdorojimui, šlifavimui, šlifavimui ir metalų valymui nuo oksidų ir rūdžių.

Anodinis mechaninis apdorojimas jungia elektroterminius ir elektromechaninius procesus ir užima tarpinę vietą tarp elektrocheminių ir elektroerozinių metodų. Apdorojamas ruošinys yra prijungtas prie anodo, o įrankis - prie katodo. Kaip įrankiai naudojami metaliniai diskai, cilindrai, juostos ir laidai. Apdorojimas atliekamas elektrolito aplinkoje. Ruošinys ir įrankis
nustatykite tuos pačius judesius kaip ir įprastiniais apdirbimo būdais.

Kai per elektrolitą teka nuolatinė srovė, vyksta anodinio metalo tirpimo procesas, kaip ir elektrocheminio apdorojimo metu. Įrankiui (katodui) susilietus su apdorojamo ruošinio paviršiaus (anodo) mikronelygumais, įvyksta elektrinės erozijos procesas, būdingas apdirbimui elektros kibirkštiniu būdu. Elektrinės erozijos ir anodinio tirpimo produktai pašalinami iš apdorojimo zonos, kai įrankis ir ruošinys juda.

Elektros išlydžio apdirbimas remiasi elektrodų, pagamintų iš laidžių medžiagų, erozijos (irimo) dėsniais, kai tarp jų teka impulsinė elektros srovė. Jis naudojamas bet kokios formos ertmių ir skylių susiuvimui, pjovimo, šlifavimo, graviravimo, galandimo ir grūdinimo įrankiams. Priklausomai nuo impulsų parametrų ir jiems gaminti naudojamų generatorių tipo, elektros išlydžio apdirbimas skirstomas į elektros kibirkštį, elektros impulsinį ir elektrinį kontaktą.

Elektrinių kibirkščių apdorojimas naudojami štampų, formų, pjovimo įrankių gamybai ir detalių paviršinio sluoksnio stiprinimui.

Elektroimpulsinis gydymas naudojama kaip preliminari medžiaga gaminant štampus, turbinų mentes ir forminių skylių paviršius detalėse iš karščiui atsparaus plieno. Šiame procese metalo pašalinimo greitis yra maždaug dešimt kartų didesnis nei apdirbant elektriniu kibirkštiniu apdirbimu.

Elektrokontaktų apdorojimas yra pagrįstas ruošinio vietiniu kaitinimu sąlyčio su elektrodu (įrankiu) taške ir mechaniniu išlydyto metalo pašalinimu iš apdirbimo zonos. Metodas neužtikrina didelio detalių tikslumo ir paviršiaus kokybės, tačiau užtikrina aukštą metalo pašalinimo greitį, todėl naudojamas valant liejinius ar valcuotus gaminius iš specialių lydinių, šlifuojant (grubinant) staklių kėbulo dalis, pagamintas iš sunkiai apdorojamų. supjaustyti lydiniai.

Elektromechaninis apdorojimas susijęs su mechaniniu elektros srovės veikimu. Tai yra, pavyzdžiui, elektrohidraulinio apdorojimo pagrindas, kai naudojamas smūginių bangų veikimas, atsirandantis dėl skystos terpės impulsinio skilimo.

Ultragarsinis metalų apdirbimas– mechaninio apdorojimo tipas – pagrįstas apdirbamos medžiagos sunaikinimu abrazyviniais grūdeliais, veikiant įrankiui, svyruojančiam ultragarso dažniu. Energijos šaltinis yra 16-30 kHz dažnio elektrogarsiniai srovės generatoriai. Darbo įrankis, perforatorius, sumontuotas ant srovės generatoriaus bangolaidžio. Ruošinys dedamas po perforatoriumi, o suspensija, sudaryta iš vandens ir abrazyvinės medžiagos, patenka į apdorojimo zoną. Apdirbimo procesą sudaro įrankis, vibruojantis ultragarso dažniu, kuris atsitrenkia į abrazyvinius grūdelius, kurie atskelia ruošinio medžiagos daleles. Ultragarsinis apdirbimas naudojamas karbido įdėklams, štampams ir perforatoriams gaminti, detalėse išpjaunant formines ertmes ir skylutes, skylių pradurimui lenktomis ašimis, graviravimui, sriegimui, ruošinių pjaustymui į dalis ir kt.

Plazminio lazerio metodai gydymas grindžiamas fokusuoto pluošto (elektroninio, koherentinio, jonų) naudojimu su labai didelio tankio energijos. Lazerio spindulys naudojamas tiek metalui kaitinti ir suminkštinti priešais pjaustytuvą, tiek atlikti tiesioginis procesas pjovimas darant skylutes, frezavimas ir pjovimas lakštą, plastiką ir kitas medžiagas.

Pjovimo procesas vyksta be drožlių susidarymo, o dėl aukštos temperatūros garuojantis metalas nunešamas suslėgto oro. Lazeriai naudojami suvirinimui, paviršiaus padengimui ir pjovimui tais atvejais, kai keliami didesni reikalavimai šių operacijų kokybei. Pavyzdžiui, lazerio spinduliu pjaunami itin kieti lydiniai, titano plokštės raketų moksle, nailono gaminiai ir kt.

Hidroplastinis apdorojimas metalai naudojami gaminant tuščiavidures detales su lygiu paviršiumi ir nedideliais leistinais nuokrypiais (hidrauliniai cilindrai, stūmokliai, automobilių ašys, elektros variklių korpusai ir kt.). Tuščiaviduris cilindrinis ruošinys, įkaitintas iki plastinės deformacijos temperatūros, dedamas į masyvią suskaidytą matricą, pagamintą pagal gaminamos detalės formą, ir slėgiu pumpuojamas vanduo. Ruošinys paskirstomas ir įgauna matricos formą. Šiuo metodu pagamintos dalys pasižymi didesniu patvarumu.

Nauji metalo apdirbimo metodai pakelia detalių gamybos technologijas į kokybiškai aukštesnį lygį. aukštas lygis palyginti su tradicine technologija.