Работа с металлами

Работа с металлом: идеи, опыт профессионалов

Пожалуй, каждому хозяину приходилось иметь дело с металлом. Сварить каркас лестницы или теплицы, установить металлическую кровлю, отремонтировать садовый инвентарь, нарезать столбики для винограда, установить оконные решетки. Да и просто – сделать что-нибудь красивое – для дачи и души… Какой материал оптимален для нашего климата, какие инструменты использовать при работе с ним, как лучше варить металл – советами, опытом и идеями делится FORUMHOUSE.

Статьи:

Сварочные работы. Секреты мастерства от FORUMHOUSE. Без сварочных работ не обходится ни одно строительство, а сварочный аппарат является незаменимой вещью в арсенале любого домашнего мастера. Эксперты нашего сайта рассказывают о нюансах и особенностях ручной дуговой сварки.

От металлической кровли до сварочного аппарата. Новинки рынка. Тонколистовая сталь с покрытием из полиуретана, современные модели сварочных аппаратов, отрезная пила по металлу. Из нашего обзора вы узнаете о полезных новинках.

Кухонный фартук из металла. Кажется, что холодный металл – не самый подходящий материал для кухонного фартука. Но это не так. В этом обзоре мы покажем, что кухня с фартуком из металла останется уютной, но станет более современной. А легкость очистки поверхности – это еще один бонус этого материала.

Холодная ковка – альтернатива горячей. Несмотря на множество плюсов, изделия, полученные при помощи горячей ковки, из-за высокой цены доступны не всем. Впрочем, есть альтернатива – холодная ковка. Главный ее плюс – не только низкая цена, но и доступность технологии для самостоятельного повторения.

Металл в ландшафте: несколько вдохновляющих идей. Арка над воротами, летняя столовая, туннель над дорожкой, парадный вход в сад и под для пышной зелени… Рассмотрим несколько идей легких, воздушных конструкций из металла: возможно, какие-то из них вы захотите воплотить в своем саду.

Доборные элементы для сварки: выбор и особенности использования. Основные расходные материалы, без которых сварка металлических поверхностей будет попросту невозможна, принято называть доборными элементами. В этой статье мы поговорим о том, как выбрать электроды и сварочную проволоку.

Химичим дома: составы для обработки металла. Известно, что на металлических поверхностях со временем накапливаются грязь и другие загрязнители, они ржавеют и теряют прочность. Форумчане делятся опытом самостоятельного изготовления составов для обезжиривания, окрашивания и защиты металла.

Видео:

Выбираем маску для сварки. Маска для сварщика – предмет необходимый. Но купив «неправильную» маску, можно серьезно навредить собственному здоровью. Выбираем маску для сварки при помощи специалиста. Изучаем, что такое фильтр «хамелеон» и его назначение, смотрим регуляторы и дополнительные функции различных моделей сварочных масок.

Художественная ковка. Кованные изделия способны придать неповторимый шарм любому интерьеру и экстерьеру. Как понять уровень мастерства кузнеца, возможности художественной ковки и особенности покраски кованных изделий, узнаем у кузнеца Павла Кумушкина.

Сварка для «чайников». Это видео – для тех, кто хочет научиться варить, но не знает, с чего начать. Специалист Денис Замыслов расскажет, по каким критериям выбрать сварочный аппарат и что следует купить кроме него. А также даст краткие рекомендации по сварке для начинающих.

Работа со сварочным инвертором. Этот ролик расскажет о преимуществах, которые имеет сварочный инвертор, и особенностях работы с ним.

Инструмент для безупречной кровли. Для того, чтобы правильно отрезать кусок металлочерепицы, многие недобросовестные монтажники и дилетанты используют неподходящие инструменты. А ведь от этого зависит долговечность и качество будущей крыши. Поэтому стоит знать о том, какие профессиональные инструменты можно приобрести и использовать для того, чтобы не допустить грубых ошибок.

Повторное использование металлоконструкций. Своими руками. Реклама не только двигатель прогресса, но и незаменимый помощник в облагораживании участка для наших дачников. Ведь рекламные щиты можно использовать не только по назначению. Как сделать из этого б/у материала открытые беседку и мастерскую, садовую мебель, арку и теплицу, смотрите в этом видео.

Тема на форуме:

Мраморный биокамин с холодной ковкой, в квартире. Фотоотчет. Кирилл много лет мечтал о камине с настоящим, «живым» огнём. Но как осуществить свою мечту в квартире? Решение нашлось – с помощью биокамина, тем более, что его можно сделать своими руками.

Лестница на металлокаркасе. Эконом-вариант. Такая лестница – прочная и доступная для тех, кто умеет работать с металлом, отличная альтернатива деревянным или слишком тяжелым бетонным. harley56 рассказывает о своем опыте сваривания металлокаркаса и изготовления всей лестницы.

Решетки на окна. Сделать оконную решетку с традиционным – повторяющимся – рисунком «на коленке» – тяжело. А с изображением – очень даже легко. Как именно – рассказывает форумчанин tobias.

Какой сварочный инвертор выбрать. Современный рынок предлагает огромный выбор самых разных сварочных инверторов. Обсуждению конкретных моделей и особенностей их выбора на FORUMHOUSE посвящено множество страниц. Эта тема – еще одна глава в многотомной книге ценных советов опытных форумчан.

Резка и сверление металла. Резка труб, профилей, шифера, шлифование и полировка поверхностей – чего только не приходится делать дачникам. В этой теме пользователи FORUMHOUSE обсуждают, какие инструменты пригодятся для работы с металлом.

Обработка металла

Металлы и их сплавы издавна используются человеком для изготовления инструментов и оружия, украшений и ритуальных предметов, домашней утвари и деталей механизмов.

Чтобы превратить металлические слитки в деталь или изделие, их требуется обработать, или изменить их форму, размеры и физико-химические свойства. За несколько тысячелетий было разработано и отлажено множество способов обработки металлов.

Особенности обработки металла

Многочисленные виды металлообработки можно отнести к одной из больших групп:

  • механическая (обработка резанием);
  • литье;
  • термическая;
  • давлением;
  • сварка;
  • электрическая;
  • химическая.

Литье — один из самых древних способов. Он заключается в расплавлении металла и розливе его в подготовленную форму, повторяющую конфигурацию будущего изделия. Этим способом получают прочные отливки самых разных размеров и форм.

Про другие виды обработки будет рассказано ниже.

Сварка

Сварка также известна человеку издревле, но большинство методов были разработаны в последнее столетие. Сущность сварки заключается в соединении нагретых до температуры пластичности или до температуры плавления кромок двух деталей в единое неразъемное целое.

В зависимости от способа нагрева металла различают несколько групп сварочных технологий:

  • Химическая. Металл нагревают выделяемым в ходе химической реакции теплом. Термитную сварку широко применяют в труднодоступных местах, где невозможно подвести электричество или подтащить газовые баллоны, в том числе под водой.
  • Газовая. Металл в зоне сварки нагревается пламенем газовой горелки. Меняя форму факела, можно осуществлять не только сварку, но и резку металлов.
  • Электросварка. Самый распространенный способ:
    • Дуговая сварка использует для нагрева и расплавления рабочей зоны тепло электрической дуги. Для розжига и поддержание дуги применяют специальные сварочные аппараты. Сварка ведется обсыпными электродами или специальной сварочной проволокой в атмосфере инертных газов.
    • При контактной сварке нагрев осуществляется проходящим через точку соприкосновения соединяемых заготовок сильным электротоком. Различают точечную сварку, при которой детали соединяются в отдельных точках, и роликовую, при которой проводящий ролик катится по поверхности деталей и соединяет их непрерывным швом.

С помощью сварки соединяют детали механизмов, строительные конструкции, трубопроводы, корпуса судов и автомобилей и многое другое. Сварка хорошо сочетается с другими видами обработки металлов.

Электрическая обработка

Метод основан на частичном разрушении металлических деталей под воздействием электрических разрядов высокой интенсивности.

Его применяют для прожигания отверстий в тонколистовом металле, при заточке инструмента и обработке заготовок из твердых сплавов. Он также помогает достать из отверстия обломившийся и застрявший кончик сверла или резьбового метчика.

Графитовый или латунный электрод, на который подано высокое напряжение, подводят к месту обработки. Проскакивает искра, металл частично оплавляется и разбрызгивается. Для улавливания частиц металла промежуток между электродом и деталью заполняют специальным маслом.

Ультразвуковая обработка металла

К электрическим способам обработки металлов относят и ультразвуковой. В детали возбуждаются колебания высокой интенсивности с частотой свыше 20 кгц. Они вызывают локальный резонанс и точечные разрушения поверхностного слоя, метод применяют для обработки прочных сплавов, нержавейки и драгоценностей.

Особенности художественной обработки металлов

К художественным видам обработки металлов относят литье, ковку и чеканку. В средине XX века к ним добавилась сварка. Каждый способ требует своих инструментов и приспособлений. С их помощью мастер либо создает отдельное художественное произведение, либо дополнительно украшает утилитарное изделие, придавая ему эстетическое наполнение.

Чеканка — это создание рельефного изображения на поверхности металлического листа или самого готового изделия, например, кувшина. Чеканку выполняют и по нагретому металлу.

Способы механической обработки металлов

Большую группу способов механической обработки металлов объединяет одно: в каждом из них применяется острый и твердый по отношению к заготовке инструмент, к которому прикладывают механическое усилие. В результате взаимодействия от детали отделяется слой металла, и форма ее изменяется. Заготовка превышает размерами конечное изделие на величину, называемую «припуск»

Разделяют такие виды механической обработки металлов, как:

  • Точение. Заготовка закрепляется во вращающейся оснастке, и к ней подводится резец, снимающий слой металла до тех пор, пока не будут достигнуты заданные конструктором размеры. Применяется для производства деталей, имеющих форму тела вращения.
  • Сверление. В неподвижную деталь погружают сверло, которое быстро вращается вокруг своей оси и медленно подается к заготовке в продольном направлении. Применяется для проделывания отверстий круглой формы.
  • Фрезерование. В отличие от сверления, где обработка проводится только передним концом сверла, у фрезы рабочей является и боковая поверхность, и кроме вертикального направления, вращающаяся фреза перемещается и вправо-влево и вперед-назад. Это позволяет создавать детали практически любой требуемой формы.
  • Строгание. Резец движется относительно неподвижно закрепленной детали взад- вперед, каждый раз снимая продольную полоску металла. В некоторых моделях станков закреплен резец, а двигается деталью. Применяется для создания продольных пазов.
  • Шлифование. Обработка производится вращающимся или совершающим продольные возвратно- поступательные движения абразивным материалом, который снимает тонкие слои с поверхности металла. Применяется для обработки поверхностей и подготовки их к нанесению покрытий.

Каждая операция требует своего специального оборудования. В технологическом процессе изготовления детали эти операции группируются, чередуются и комбинируются для достижения оптимальной производительности и сокращения внутрицеховых расходов.

Обработка давлением

Обработка металла давлением применяется для изменения формы детали без нарушения ее целостности. Существуют следующие виды:

  • Штамповка.
  • Ковка.

Перед ковкой заготовку нагревают, опирают на твердую поверхность и наносят серию ударов тяжелым молотом так, чтобы заготовка приняла нужную форму.

Исторически ковка была ручной, кузнец разогревал деталь в пламени горна, выхватывал ее клещами и клал на наковальню, а потом стучал по ней кузнечным молотом, пока не получался меч или подкова. Современный кузнец воздействует на заготовку молотом кузнечного пресса с усилием до нескольких тысяч тонн. Заготовки длиной до десятков метров разогреваются в газовых или индукционных печах и подаются на ковочную плиту транспортными системами. Вместо ручного молота применяются кузнечные штампы из высокопрочной стали.

Читайте также  Плетеная проводка на изоляторах

Для штамповки требуется две зеркальные по отношению друг к другу формы — матрица и пуансон. Тонкий лист металла помещают между ними, а потом с большим усилием сдвигают. Металл, изгибаясь, принимает форму матрицы. При больших толщинах листа металл нагревают до точки пластичности. Такой процесс называют горячая штамповка.

Во время штамповки могут выполняться такие операции, как:

  • гибка;
  • вытягивание;
  • осаживание;
  • и другие.

С помощью штамповки выпускают широчайший ассортимент изделий — от корпусов бытовой техники до колесных дисков и бензобаков.

Обработка с помощью резки

Металл поступает на предприятие в виде проката — листов или профилей стандартных размеров и толщин. Чтобы разъединить лист или профиль на изделия или заготовки нужных размеров, применяют обработку резкой.

Для профиля чаще всего используют резку абразивным кругом или дисковой пилой.

Для раскроя листов металла применяют несколько видов резки:

  • Ручная. Газосварщик с газовой горелкой вырезает куски металла нужного размера и формы. Применяется в небольших мастерских и на опытных производствах.
  • Газовая. Установка газовой резки режет пламенем автоматизированной газовой горелки и позволяет не только быстро произвести раскрой листа, но и разложить вырезанные заготовки по контейнерам для доставки их на сборочные участки
  • Лазерная. Режет металл лазерным лучом. Отличается высокой точностью и малым коэффициентом отходов. Кроме резки, может выполнять операции сварки и гравировки — нанесения на металл не удаляемых надписей.
  • Плазменная. Режет металл факелом высокоионизированного газа — плазмы. Применяется для раскроя листов из твердых и специальных сплавов.

В условиях промышленного производства и средних или крупных серий на первый план выходит такое понятие, как коэффициент использования металла. Он повышается как за счет более плотной раскладки деталей по площади, так и за счет прогрессивных технологий резки, дающих меньше отходов

Химическая обработка металлов для повышения защитных свойств материала

Химическая обработка металла — это воздействие на него специальными веществами с целью вызвать управляемую химическую реакцию.

Выполняются как подготовительные операции для очистки поверхности перед сваркой или покраской, так и как финишные отделочные операции для улучшения внешнего вида изделия и защиты его от коррозии.

С помощью электрохимической обработки гальваническим методом наносят защитные покрытия.

Термические виды обработки металлов

Термическая обработка металлов применяется для улучшения их физико-механических свойств. К ней относя такие операции, как:

  • отжиг;
  • закалка;
  • отпуск;
  • старение;
  • нормализация.

Термическая обработка стали

Термическая обработка заключается в нагревании детали до определенной температуры и ее последующем охлаждении по специальной программе.

Отжиг

Заготовку нагревают до температуры пластичности и медленно охлаждают прямо в печи.

Отжиг снижает твердость стали, но существенно повышает пластичность и ковкость.

Применяется перед штамповкой или раскаткой. Во время отжига снимаются внутренние напряжения, возникшие при отливке или механической обработке.

Закалка

При закалке заготовку прогревают до температуры пластичности и держат в таком состоянии в течение определенного времени, за которое стабилизируются внутренние структуры металла. Далее изделие быстро охлаждают в большом количестве воды или масла. Закалка существенно повышает твердость материала и снижает его ударную вязкость, повышая, таким образом, и хрупкость. Применяют для элементов конструкций, подверженных большим статическим и малым динамическим нагрузкам.

Отпуск

Проводится после закалки. Образец нагревают до температуры, несколько меньшей температуры закалки, и охлаждают медленно. Это позволяет компенсировать излишнюю хрупкость, появившуюся после закалки. Применяется в инструментальном производстве

Старение

Искусственное старение заключается в стимуляции фазовых превращений в массе металла. Его проводят при умеренном нагреве для придания материалу свойств, возникающих при естественном старении за долгое время.

Нормализация

Нормализация проводится для повышения ковкости без заметного снижения твердости за счет приобретения сталью мелкозернистой структуры.

Ее применяют перед закалкой и для повышения обрабатываемости резанием. Проводят так же, как и отжиг, но остывает заготовка на открытом воздухе.

Какие технологии применяются при обработке металла

Человек издавна работает с разными видами металлов. Чаще всего, это прочные материалы, которые требуют специального подхода при изменении формы и размера. Обработка металла проводится на разных станках и с применением различных методик.

Обработка металла

Основные способы обработки

Основы металлообработки необходимо знать любому начинающему мастеру и литейщику. Зная, как себя ведут те или иные металлы при разных способах обработки, можно избежать ошибок при проведении технологического процесса.

Современная металлообработка включает в себя несколько основных направлений обработки:

  1. Электрическая. С помощью этого способа можно сделать отверстия в металлических листах для заточки инструмента и работы с твердыми видами стали.
  2. Механическая. Обширная группа методов обработки металлических заготовок. Их обрабатывают с помощью специального оборудования.
  3. Химическая. Создание искусственной химической реакции с помощью кислот, щелочей и других компонентов.
  4. Работа с давлением. Чтобы не нарушать целостность заготовки и изменить её форму, используется оборудование создающее мощное давление. Для изменения формы заготовки из твердых видов стали материал изначально разогревают.
  5. Термическая. Чтобы улучшить технические характеристики материала, используются различные способы обработки заготовок температурой.

Технология металлообработки развивается и улучшается с каждым годом. Появляется новое оборудование и варианты работы с металлами.

От чего зависит тип обработки

Виды металлообработки подразумевают под собой разные способы работы с металлами. Каждый из методов выбирается в зависимости от твердости материала и других его характеристик. Также на это влияет то, что нужно сделать с заготовкой. Например, для изменения технических характеристик материала используется термическая обработка. Чтобы изменить форму заготовки, может применяться механический способ или оборудование нагнетающее давление.

Электрическая обработка

Технология металлообработки с использованием электрических зарядов подразумевает под собой обработку материала с помощью специального оборудования. Они частично разрушают металлические заготовки.

  1. На электрод, изготовленный из графита или латуни, подаётся высокое напряжение.
  2. Он соприкасается с обрабатываемой поверхностью.
  3. Появляется искра и металл начинает расплавляться.

Чтобы частицы металла не разлетались, в пространство, остающееся между электродом и обрабатываемой поверхностью, заливают специальное масло. Оно улавливает металлические частицы.

Механическая обработка

Существуют различные виды механической обработки металлов. Это самая большая группа способов обработки материала, в которых используются специальные инструменты и оборудование. Механическое усилие позволяет снимать с заготовки слой металла.

Механическая обработка

Сверление и точение

Сверление — это обработка металлов с помощью специального оборудования. Технология сверления делится на несколько этапов:

  1. Заготовка закрепляется на рабочем столе с помощью струбцин или тисков.
  2. В патроне рабочего инструмента закрепляется оснастка — сверло или мечик для нарезания резьбы.
  3. После включения электродвигателя, шпиндель раскручивает патрон. Оснастка проделывает в металлической заготовке отверстие нужного диаметра.

При выборе оснастки требуется учитывать характеристики обрабатываемого материала. Сверла выдерживают разные нагрузки.

Ещё одни распространённым видом механической обработки металла является точение. С помощью этого технологического процесса создаются детали цилиндрической и конусовидной формы. Метод сверления:

  1. Заготовка закрепляется в подвижном шпинделе.
  2. После включения двигателя она раскручивает заготовку.
  3. Мастер подносит резцы для снятия слоя металла.

Классический принцип работы с методом сверления используется при работе с токарными станками. С помощью такого оборудования можно делать внутреннюю и наружную резьбу, а также изменять форму заготовки. Для этого используются различные резцы. Чтобы не навредить своему здоровью, требуется использовать защитные очки.

Шлифование и фрезерование

Ещё одним популярным способом обработки металла является фрезерование. Он похож на сверление. С помощью фрезы можно изготавливать различные углубления в металлических поверхностях, создавать резьбу, обрабатывать торцы заготовок. При вращении шпинделя оснастка снимает слой металла.

Также в процессе обработки металла и дерева используются абразивные материалы. Круг с напылением фиксируется на подвижном валу, которые раскручивается с помощью электродвигателя. От выбора фракции абразива зависит тип обработки. Чтобы очистить поверхность от толстого слоя ржавчины или металла, требуется использовать абразивные круги с крупными частицами. Для финишной работы подходит мелкая фракция.

Шлифовальная обработка

Обработка давлением

Если механические виды обработки металлов не подходят и требуется сохранить целостность заготовки, мастера могут применять оборудование, работающее с давлением. Технологические процессы в этом случае разделяются на две группы:

  1. Штамповка. Для этого метода используются два ключевых элемента — пуансон и матрица. Между этими деталями помещается обрабатываемая заготовка. Далее с помощью усилия она сдвигается. Заготовка принимает форму матрицы. Существует горячая и холодная штамповка. В первом варианте деталь изначально подвергается нагреванию.
  2. Ковка. В давние времена кузнецы ковали оружие и доспехи. Для этого заготовка разогревалась в горне, а после этого по ней наносились удары с помощью молота. Так изменяется структура материала и улучшаются его характеристики.

Сейчас при ковке используются пневматические молоты и промышленные печи.

Химическая обработка

Чтобы понимать, как влияют химические вещества на заготовку, требуется знать, чем обработать металл. С помощью химикатов очищаются металлические поверхности от ржавчины и грязи. Также применяя гальванический процесс, позволяющий нанести защитное покрытие на заготовку. Химические вещества улучшает показатели устойчивости к коррозийным процессам. Существует несколько методов обработки материала химическими веществами:

  1. Цементация — металл насыщается углеродом.
  2. Борирование — при насыщении материала бором, увеличивается его показатель износоустойчивости.
  3. Хромирование — хромом насыщаются только верхние слои металла. Устойчивость к коррозийным процессам увеличивается, но прочность не изменяется.
  4. Азотирование — применяется для увеличения устойчивости металла к воздействию влаги и механическим повреждениям.

Также материалы могут покрываться защитным слоем алюминия.

Термообработка

Технология обработки металлов с помощью увеличения температуры используется для улучшения характеристик материала. Помимо правильного нагрева, деталь требуется охладить с определённой скоростью. Термическая обработка разделяется на несколько операций.

Термообработка металла

Отжиг

Чтобы повысить показатели пластичности и ковкости, к заготовке применяется процесс отжига. Его суть заключается в том, чтобы разогреть материал до определённой температуры, а затем оставить его остужать в печи. Проводится этот процесс, чаще всего, после литья. Таким образом снимается внутреннее напряжение.

Закалка

В первую очередь материал разогревается до температуры плавления. Далее он выдерживается в таком состояние определённый промежуток времени. За это время изменяется структура материала. Она становится прочнее. После нагревания заготовку опускают в воду или масла для быстрого охлаждения. Обработка металла с помощью закалки осуществляется для того, чтобы повысить твердость материала. Однако при этом снижается его вязкость и увеличивается хрупкость.

Отпуск

Этот технологический процесс выполняется после закалки. При отпуске материал разогревается до определенной температуры, а затем медленно охлаждается. Хрупкость детали уменьшается.

Старение

Считается одним из способов декоративного оформления материала. Заготовка медленно разогревается до определённой температуры. После проведения этого технологического процесса, металл изменяется до такого визуального состояния, как будто он длительное время старел в естественных условиях.

Читайте также  Полуавтомат для "вечной" лампы

Нормализация

Чтобы повысить ковкость материала без ущерба показателю твердости, выполняется нормализация заготовки. Во время этого процесса металл принимает мелкозернистую структуру.

Особенности художественной обработки

Основы металлообработки включают в себя не только изменение формы и размеров заготовки, но и их декоративную обработку. Мастер может создавать отдельные изделия, или украшать уже готовые металлические конструкции. Существует 4 процесса металлообработки, позволяющих изменить внешний вид детали:

  • литье;
  • ковка;
  • чеканка;
  • сварка.

Все виды декоративной работы с металлом подразумевают под собой изначальное разогревание заготовки. Чем выше пластичность, тем проще работать с деталями.

Сварочная технология считается новой в сравнении с остальными. Её активное развитие начинается со второй половины 20 века. С помощью сварочного аппарата можно разрезать металлические листы и соединять детали между собой.

Металл является твердым материалом, работая с которым нужно использовать специальное оборудования и разогревать заготовку. Обработка позволяет изменить размер и форму детали, а также улучшить её технические характеристики. С помощью методов декоративной работы с материалом можно украшать изделия, улучшая их внешний вид.

Обработка листового металла: технологии и оборудование

Один из наиболее древних способов обработки металлов

Литье – это процесс изготовления отливок путем заливки литейных форм расплавленным металлом. После отвердевания металлический расплав приобретает конфигурацию внутреннего пространства формы. Современные технологии литья обеспечивают возможность изготавливать отливки сложных форм с минимально возможными припусками на дальнейшую механообработку.

Типы обработки металла литьем:

  • В песчаные формы. Это самая массовая и недорогая литейная технология, позволяющая изготавливать грубые заготовки. Отверстия и полости в них образуют с помощью стержней, помещаемых в форму для литья.
  • В кокиль – разборную, чаще всего металлическую форму. Методика позволяет получать качественные полуфабрикаты. Отвердевшее изделие извлекают из кокиля.
  • Под давлением в пресс-формах. Способ применяется в основном для цветных сплавов и некоторых марок стали.
  • По выплавляемым моделям. Этот метод позволяет изготавливать сложные по форме изделия. Для этого из стеарина и другого материала изготавливают высокоточную модель детали, а затем на нее наносят суспензию, формирующую оболочку. Высушенную и прокаленную оболочковую форму заполняют металлическим расплавом. Охлаждение –на открытом пространстве или в термостате.

Методы компенсации

Были разработаны определенные методы, при помощи которых имеется возможность компенсировать эффект пружинения металла.

  1. Первый метод — это увеличение угла гибки металла на угол пружинения. Этот способ будет наиболее эффективным в том случае, если перед началом работы с листовым металлом были точно определены характеристики, а также марка сплава.
  2. В определенных случаях используется гибочный станок для листового металла с гидроприводом. Данное дополнение дает возможность выдерживать сырье под воздействием нагрузки более длительный срок, что существенно снижает коэффициент пружинения.
  3. Прежде чем поступать на обработку, пластины могут подвергаться отжигу. Данная операция существенно увеличивает пластичные способности материала, однако появляется и определенный минус — образовывается окалина, которую придется удалить прежде, чем приступить к гибке.
  4. Некоторые пуансоны или, в редких случаях, матрицы снабжены дополнительными конструктивными элементами — выемками или поднутрениями. Использование этих приспособлений существенно снижает проявление пластичных сил.

Основные виды механической обработки металлов

Механообработка металлических заготовок включает процессы, в результате которых изменяются геометрические характеристики деталей. Ее можно разделить на две основные категории. К первой группе, называемой обработкой давлением, относятся операции, происходящие без снятия поверхностного слоя металла. Это прокатка, ковка, штамповка, прессование. Вторая группа – технологические операции, называемые обработкой резанием. К ним относят токарную обработку, фрезерование, строгание, долбление, сверление.

Способы обработки металлов давлением (ОМД)

Задачи, решаемые различными видами ОМД: получение полуфабрикатов или изделий заданных геометрических параметров, улучшение микроструктуры металла, снижение усадочной пористости отливок, улучшение физико-механических характеристик заготовок. Существует два основных направления ОМД:

  • холодные процессы – осуществляются при температурах ниже порога начала рекристаллизационных процессов;
  • горячая ОМД– происходит выше температур рекристаллизации.

Основные виды обработки металлов давлением:

  • Горячая прокатка. Этот способ механической обработки применяется в производстве листового, трубного, сортового и фасонного проката. Горячекатаные полуфабрикаты могут служить исходным материалом для различных способов холодного деформирования.
  • Холодная прокатка. Ее цель – повышение точности размеров, улучшение качества поверхности и других характеристик горячекатаных полуфабрикатов.
  • Холодное и горячее волочение. Осуществляется протягиванием заготовки через отверстие заданной формы с целью получения требуемого поперечного сечения длинномерного проката. Площадь сечения отверстия всегда меньше площади сечения заготовки. Этот способ металлообработки применяется при производстве прутков (круглых, квадратных, многоугольных)и фасонного проката с малым размером сечения, тонкостенных труб небольшого диаметра.
  • Горячая и холодная штамповка. Этот вид ОМД известен на протяжении нескольких веков. А холодная штамповка длительное время была основным способом производства металлической посуды благодаря простой реализации и невысокой стоимости процесса. Штамповка бывает листовой и объемной. В результате объемной штамповки происходит пространственное изменение формы объемной заготовки. Обычно целью такой технологической операции является получение из заготовки простой формы (шара, цилиндра, параллелепипеда, куба) изделия более сложной конфигурации. Листовая штамповка – вид обработки металлов, с помощью которого получают как небольшие детали, так и корпуса различных видов транспорта.
  • Ковка. Осуществляется при нагреве заготовки. Бывает ручной (такой способ сейчас применяется в основном для создания художественных изделий) и механизированной.
  • Холодное и горячее прессование (экструдирование). Экструзия заключается в обработке заготовок путем их выдавливания через один или несколько каналов. Без нагрева обычно прессуются мягкие цветные металлы (алюминий, медь) и сплавы на их основе. Для стальных заготовок обычно применяют горячее прессование. Экструдирование – современный метод металлообработки, позволяющий получать длинномерные профильные изделия.
  • Комбинированная обработка. Очень часто для получения необходимого результата комбинируют несколько технологий ОМД и/или ОМД сочетают с другими типами металлообработки.

Виды металлообработки резанием

Обработка резанием – совокупность процессов, подразумевающих срезание слоев металла с переходом их в стружку или разделение заготовок на части. Разделяют черновую, получистовую и чистовую обработку. Заготовками служат: отливки, все виды проката, штампованные, кованые, прессованные детали.

Основные методы обработки металлов резанием:

  • Токарная обработка (точение). Реализуется на станках токарной группы с помощью резцов. Точение позволяет создавать конические, цилиндрические и фасонные детали.
  • Сверление. Дополнительные операции, которые могут сочетаться со сверлением – растачивание, развертывание, рассверливание, зенкерование. Их цель – получение отверстий нужного диаметра и глубины – сквозных или глухих. Применяемое оборудование – сверлильные станки различных типов, токарные станки.
  • Фрезерование. Осуществляется на фрезерных станках с помощью дисковых, цилиндрических, торцевых, концевых, угловых фрез.
  • Шлифование. Эта операция относится к чистовым. С ее помощью снижают шероховатость поверхности до значения, указанного в чертежах на изделие. Рабочий орган шлифовальных станков – абразивные круги, ленты, хонинговальные головки.
  • Операции по разделению заготовок на части – резка и рубка. Резка осуществляется ручным или механизированным инструментом, как вариант – термическим воздействием. В серийном производстве для рубки проката применяют ножницы-гильотины, пресс-ножницы, механические и гидропрессы, угловысечные станки.

Для реализации скоростных методов резания используются металлообрабатывающие станки с ЧПУ, выполняющие все операции в автоматическом режиме в соответствии с заложенной в них компьютерной программой.

Разновидности технологий

Естественно, что в случае применения ручного станка для обработки листового металла, усилие, которое может быть приложено к заготовке сильно ограничивается физическими возможностями человека. По этой причине были изобретены различные технологические методы проведения этой процедуры.

  • Первый способ — это свободная гибка непрофилированным инструментом. При использовании данного метода заготовка фиксируется при помощи двух опор, которые расположены друг напротив друга. Деформация происходит при помощи пуансона, который имеет определенный радиус рабочей области. Этот метод чаще всего используется для обработки листового металла, одноуглового V-образной гибки. Особенность технологии заключается в том, что для гибки потребуется минимальное усилие.
  • Еще один метод — это калибрующая гибка. Данный процесс осуществляется внутри матрицы. Из этого следует, что станок, предназначенный для обработки листового металла, таким образом, должен быть снабжен более мощной станиной и столом.

Термическая обработка металлов

Термообработкой металлов и сплавов называют совокупность операций нагрева до установленных температур, выдержки и охлаждения с различной скоростью и в различных средах. Их цель –получение микроструктуры и физико-механических характеристик, соответствующих запланированной технической задаче. Основные виды термообработки:

  • ОтжигIиIIрода. Отжиг I рода для стальных заготовок обычно подразумевает нагрев до температур, при которых не происходят фазовые превращения стали. В зависимости от условий проведения этот вид т/о включает процессы гомогенизации, рекристаллизации, снятия остаточных напряжений и некоторого снижения твердости. Отжиг II рода для сталей сопровождается фазовыми превращениями. В результате такой т/о падают показатели прочности и твердости стали, повышается ее пластичность и ударная вязкость. Обычно отжиг II рода применяют для подготовки к различным видам механообработки.
  • Закалка. Применяется для металлов и сплавов, в которых в твердом состоянии при нагреве до высоких температур и охлаждении в воде или масле происходят фазовые превращения. Закалка всегда сочетается с отпуском, который уменьшает хрупкость и напряжения, характерные для закаленных сталей. После закалки и отжига повышаются прочность, твердость, износостойкость стальной заготовки.
  • Термомеханическая обработка (ТМО). Сочетает пластическую деформацию с термообработкой. Горячая пластическая деформация сочетается с закалкой, холодная – со старением. ТМО применяется для сталей, алюминиевых и магниевых сплавов.

Сварка металлов и сплавов

Сущность сварки заключается в нагреве кромок свариваемых деталей до температуры плавления и дальнейшем образовании между ними неразъемного соединения.

Существует несколько способов сварки:

  • Электрическая. Самый распространенный вид сварочного процесса. Электродуговая сварка осуществляется покрытыми плавящимися электродами, неплавящимися электродами в среде инертных газов, с использованием сварочной проволоки. Еще один вид электросварки – контактная сварка. Различают точечную и роликовую электросварку. В последнем случае токопроводящий ролик соединяет две детали сплошным швом.
  • Газовая. Окислителем в этом процессе является кислород, а функции горючего газа выполняют: ацетилен, его более экономичная альтернатива – МАФ (метилацетилен-алленовая фракция), природный газ, пропанбутановая смесь, водород и др.
  • Химическая. Для нагрева кромок используется тепло, выделяемое в результате химической реакции. Химическая сварка применяется в труднодоступных местах и даже под водой.

Электрическая обработка металлов и сплавов

Электрообработка металлических заготовок основана на способности металла разрушаться при подаче высокоинтенсивных электрических разрядов. Этот вид металлообработки применяется для изготовления отверстий в тонких металлических листах, работы с полуфабрикатами из твердых сплавов, заточки инструментов.

Помимо видов металлообработки, служащих для получения необходимых технических характеристик металлоизделий, существует художественная обработка металлических заготовок. Ее цель – создание декоративных предметов или украшение изделий, имеющих практическое применение. Для этой цели применяют литье, чеканку, ковку, сварку.

Ручная гибка

Начать стоит с того, что любой металл, который подвергается гибке, обладает упругими свойствами. По этой причине во время обработки листового металла, когда к заготовке прилагается кратковременное деформирующее усилие, характеристики материала не всегда успевают реализоваться в полной мере. Другими словами, после приложения усилия к металлической заготовке она частично будет восстанавливать свою исходную форму. В промышленности это стали называть пружинением. Также стоит добавить, что использование гибочных станков для листового металла механического типа, а не ручного не решит эту проблему, так как время соприкосновения пуансона с заготовкой не изменится.

Читайте также  Дюбеля для крепления проводки

Инструменты для обработки металла. Виды и обзор лучших

Даже элементарную работу по металлу невозможно проводить без использования инструмента. Они могут быть различной конфигурации и для самых разных работ. Все виды инструментов такого типа называют металлорежущими.

Они могут быть ручными и автоматизированными. Но в любом случае обработка такого материала без него невозможна.

Техника изготовления инструментов для работы с металлом

Инструмент в первую очередь должен отвечать высоким требованиям, которые позволяют работать с крепким и прочным материалом. Инструменты для обработки металла изготавливают следующими методами:

  • обжигание;
  • закаливание;
  • ковка с использованием пресса;
  • шлифовка;
  • горячая штамповка стальной закалки;
  • индукционное закаливание;
  • металлизация.

Такие методы необходимы, чтобы придать рабочей поверхности инструмента дополнительную прочность. Полученное оборудование должно иметь отменные режущие свойства, а также повышенную прочность.

Основные разновидности инструментов

Все оборудование для обработки металла разделяется на несколько основных групп, по методу воздействия:

  1. Труборезы. Это группа оборудования, которая предназначена для разрезания труб самой разной толщины и диаметра.
  2. Крейцмесель — необходим для создания канавок в металлических заготовках.
  3. Сверлильная стойка. В ней расположена дрель и есть возможность зафиксировать заготовку.
  4. Для нарезания наружной резьбы используется плашка. К ним изготавливается плашкодержатель.
  5. Угломер. Это измерительный прибор, аналог всем известного транспортира.
  6. Паяльник служит для соединения металлических деталей.
  7. Ручная ножовка по металлу. Предназначена для резки металла, как листового, так и небольших труб.
  8. Ножницы по металлу. Предназначены для резки не слишком прочных листов.
  9. Тиски — необходимы для фиксации заготовки.
  10. Фрезы. Выполняют работу с разными поверхностями и могут быть цилиндрическими, торцовыми, дисковыми, концевыми, а также коническими.

В промышленности и в бытовых условиях применяются все инструменты. Многие из них используются в комплексе.

Где используют такое оборудование?

Инструменты по обработке металла используются в самых разных сферах. В бытовых условиях такой инструмент чаще всего нужен во время ремонта. Многие работы выполняются именно с участием дрели, тисков и других инструментов.

Небольшие мастерские и предприятия, которые занимаются изготовлением небольших деталей и их ремонтом, также не могут обойтись без металлорежущего оборудования. Наибольшей популярностью такие модели пользуются на СТО. Здесь без профессионального оборудования по обработке металла просто не обойтись.

Ну и конечно все виды инструментов, причем в большинстве своем в автоматизированном виде можно встретить в промышленности. Это и самолетостроение, и автомобилестроения, а также самые разные виды производств.

Материалы, для режущих деталей

При изготовлении режущей части инструментов по обработке металла используют наиболее стойкие варианты материалов. К ним относятся:

  1. Твердые сплавы с высоким уровнем износостойкости. Такое оборудование режет в несколько раз больше, чем классическая инструментальная сталь.
  2. Инструментальная сталь. Чаще всего подходит для резки несложных и не особо прочных деталей. Может не подойти для обработки жаропрочных деталей.
  3. Часто режущую часть покрывают минералокерамическими пластинами. Они имеют особый уровень прочности.

Последний материал, несмотря на прочность, отличается низкими показателями по пластичности. Поэтому его используют не так часто.

Производители инструментов оп обработке металла

Есть производители, которые делают уже несколько десятилетий качественное оборудование для металлических заготовок. При этом представлены как отечественные, так и импортные компании.

Отечественные

Наиболее распространено в России оборудование ЗАО «НИР». Для производства оборудования компания применяет сплавы особой твердости. Основные преимущества их продукции:

  • высокая износостойкость;
  • есть возможность быстро сменить инструмент;
  • имеется нанопокрытие;
  • низкие затраты на заточку.

Не отстает по показателям и «Московский инструментальный завод». Изделия уже несколько десятилетий основаны на мировых стандартах. С использованием такого оборудования можно без проблем создать самую нестандартную резьбу, обработать на токарном станке муфту, трубу и любую другую деталь.

Импортные

Зарубежные заводы выпускают качественные инструменты, которые используются по всему миру. Одним из лидеров является израильская компания ISCAR, которая выпускает инструменты для точения, сверления, фрезерования.

Для обработки титана, алюминия, нержавеющий стали, чугуна можно использовать крепкий и надежный немецкий инструмент фирмы АРНО.

В пятерку лидеров входит и японская фирма SUMITOMO. Свое оборудование они производят из твердых сплавов, алмазов и с применением CBN. Продукцию используют для токарной и фрезеровальной работы разных уровней сложности.

Различия по размерам

При выборе любого инструмента важно обратить внимание на его размеры. Напильники бывают 6 классов, которые различаются по точности обработки.

Полезно знать. Токарных резцов существует более 20 видов. Они подразделяются на левосторонние и правосторонние.

Плашки или лерки, которыми нарезают резьбу отличаются по системе измерений. Она может быть в миллиметрах или в дюймах.

Заключение

Обработка металла — сложный и многогранный процесс. Он включает в себя: точение, сверление, фрезерование, нарезание резьбы, а также строгание и шлифовку. Но все это невозможно выполнить без определенных инструментов. Они подразделяются на ручные и машинные, в зависимости от типа управления.

К оборудованию, которое может выполнять такие работы, предъявляются особые стандарты. Это должен быть особо прочный материал, способный выдерживать определенную температуру.

Основы работы с листовым металлом: материалы, инструмены, оборудование, резка, шлифовка, сварка

Работа с листовым железом требует как специальных приспособлений, так и определенных навыков и знания основ техники безопасности. Использовать эти приемы можно для создания массы красивых и полезных предметов, начиная от авторских светильников и предметов декора, заканчивая функциональными и прочными вещами для сада, дачи или гаража.

Техника безопасности при работе с листовым металлом.

Работы должны производиться в вентилируемом и достаточно хорошо освещенном помещении. Стены и пол обязательно должны быть выполнены из огнеупорного материала — кирпича или бетона. Для работы с листовым металлом обязателен железный стол.

Запрещается производить работы в непосредственной близости от легковоспламеняющихся, горючих материалов, таких как бензин, керосин, стружка и др. Запрещается производить работы во влажном помещении, либо в мокрой обуви.

Одежда должна быть из достаточно плотного материала, чтобы ее не могли прожечь случайные искры во время работы с листовым металлом. Руки и ноги должны быть закрыты целиком (никаких маек и шорт!). На одежде не должно быть болтающийся шнурков, лоскутов и ниток, так как они могут намотаться на крутящийся элемент болгарки или воспламениться. Обязательно использовать перчатки, тоже из плотного материала, и защиту лица — сварочную маску либо прозрачный щиток (в зависимости от характера выполняемых работ).

Все электрические провода и соединения должны быть целыми, без надрывов и нарушений изоляции, это важный момент, так как поражение электрическим током при подобных работах — вещь достаточно вероятная.

Инструменты

  • угловая шлифовальная машина (болгарка) с диаметром диска 115 −125 мм;
  • диск отрезной по металлу толщиной 1мм;
  • диск шлифовальный (лепестковый или «камень»).

Не снимайте с болгарки защитный кожух, так как он дает дополнительную защиту от потока искр, и может служить точкой упора при резке сложных фигур.

Для защиты лица советую использовать прозрачный щиток, он лучше, чем очки, потому как закрывает лицо целиком и позволяет держать голову довольно близко к эпицентру работы, как следствие вы получаете больший контроль над процессом.

Сварочный аппарат типа «инвертор». На начальных этапах обучения сварке используйте электроды толщиной 2-2,5мм. Ими проще проварить лист, не прожигая его до дыр. Обязательно используйте сварочную защитную маску чтоб не повредить зрение! Удобнее всего сварочные защитные маски типа «хамелеон».

Материал

Для работы нам потребуется холоднокатаная листовая сталь толщиной 1 — 1,5 мм. Ее можно купить на базах металлопроката или стройматериалов. Использовать железо с автомобильных капотов не советую, его толщина 0,5 −0,8 мм, что осложнит работу. Такой тонкий металл будет прогорать и хуже свариваться.

Работа с болгаркой, резка и шлифовка

Начертите на листе железа 2 квадрата произвольного размера.

Возьмите болгарку с отрезным диском по металлу и аккуратно начните прорезать по линии, не сильно углубляясь. Держать болгарку следует строго под углом 90 градусов к листу металла. Не пытайтесь разрезать лист на всю толщину сразу, получится неровно и есть риск, что режущий диск будет заедать.

Получившийся «желобок» не даст диску отъехать в сторону. Теперь можно резать лист на всю толщину.

Можете не дорезать по 1,5-2 мм до края листа или стыков, потому что деталь потом можно просто отломить вручную.

Получившиеся квадраты имеют острую кромку, которую нужно снять шлифовальным диском, чтобы не порезаться. Кроме того, на кромке в процессе разрезания могут образовываться неровности, мешающие в последующей состыковке деталей. Для ликвидации таких неровностей, достаточно провести по кромке один раз шлифовальным диском.

Ни в коем случае нельзя трогать кромку листа на наличие неровностей голыми руками. Используйте перчатки и не ведите рукой вдоль листа!

Болгаркой можно резать не только прямые линии, но и сложные криволинейные узоры. Для этого нужно проводить по 5-7 раз по каждому изгибу, пока не разрежется вся толщина листа.

В процессе эксплуатации режущий диск уменьшается в диаметре. Чем меньше диаметр диска тем более сильно загнутые линии им можно разрезать.

Сварка

Подцепите минусовой электрод сварочного инвертора (имеет вид прищепки) к вашему столу. Это удобнее чем подцеплять минус к самому изделию, так как появляется возможность держать металлическую деталь как вам удобно.

Сварочный электрод можно держать под разным углом, это дело привычки и личных предпочтений.

Не забывайте всегда удерживать контакт между столом и изделием, не поднимайте его. Вставьте сварочный электрод в держатель и включите сварочный инвертор. Положите вырезанные квадраты на стол вплотную друг к другу. Поднесите электрод к стыку и попробуйте поймать момент зажигания дуги. Через 1 секунду поднимите электрод. Должна получиться сварная точка.

При отсутствии навыков сварки — электрод будет плохо ловить дугу и прилипать. Приложив усердие можно довольно быстро научиться чувствовать момент зажигания дуги и получить контроль над процессом. При сварке инвертором —может образовываться «окалина» — шлак продуктов горения металла. Отбивайте ее небольшим молотком.

Ставьте капли одну за другой, так чтоб они частично перекрывали друг друга. Получается сварной шов.

Шов можно зачистить болгаркой с шлифовальным диском, тогда изделие будет выглядеть аккуратнее. Не снимайте шов вровень с металлом, оставляйте небольшой бугорок в месте шва — чтоб не потерять прочности в соединении.

Освоив данные базовые приемы резки и сварки, вы теперь сможете самостоятельно выполнять различные работы по металлу, а так же перейти к освоению более сложных и требующих опыта навыков.