Обработка металлов резанием

Обработка металлов давлением.

Сварка металлов.

Сварка – технологический процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями изделия при их местном или общем нагреве, пластическом деформировании, а также при совместном действии того и другого факторов.

В зависимости от состояния металла в сварочной зоне все способы сварки делятся на две группы: плавлением и давлением (в соответствии с ГОСТ 2601-74).

К сварке плавлением относятся следующие способы: дуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная, газовая, термитная.

К сварке давлением – контактная, диффузионная, холодная, ультрозвуковая, взрывом и др.

Сварные соединения могут быть стыковыми, угловыми, тавровыми, нахлесточными.

Сущность обработки металла давлением состоит в целенаправленной пластической деформации, придающей ему определенные форму и размеры, в ходе которой разрушается грубозернистая литая структура, устраняются пористость и рыхлость, улучшается металлургическое качество и создается благоприятная ориентировка вновь образовавшихся структурных составляющих металла.

При горячей обработке давлением, когда металл обладает большой пластичностью при малой прочности, его зерна вытягиваются и трансформируются в волокна.

Волокнистое строение металла обеспечивает значительное повышение прочности металла на разрыв вдоль волокон по сравнению с поперечным направлением.

К основным способам обработки металлов давление относятся Прокатка, Ковка, Штамповка.

Прокатка представляет собой процесс деформирования слитка или иной продолговатой металлической заготовки между двумя вращающимися валками, расстояние между рабочими поверхностями которых меньше высоты заготовки. Прокатка характеризуется сортаментом стального проката, который включает в себя пять основных групп:

- сортовой прокат (заготовки для ковки и штамповки, мех обработки и пр. и для строительных конструкций);

- листовой прокат (толстолистовая (свыше 4 мм) и тонколистовая (0,2-3,75мм) сталь;

- трубы бесшовные;

- специальный прокат (вагонные колеса и пр.);

- периодический прокат (прокат с периодически изменяющемся по длине профилем).

Ковка и штамповка. При ковке деформирование металла заготовки осуществляется путем целенаправленно наносимых ударов или нажатий. В зависимости от используемого оборудования ковка делится на свободную или ковку в штампах (штамповку).

Основными видами обработки резанием являются точение, строгание, сверление, фрезерование и шлифование.

Обработка металлов резанием осуществляется на металлорежущих станках – токарных, строгальных, сверлильных, фрезерных и шлифовальных – с использованием различных режущих инструментов – резцов, сверл, фрез, шлифовальных кругов.

Удаляемый в процессе резания металл – припуск – превращается в стружку, при этом наличие стружки является характерным признаком всех разновидностей процесса резания металлов.

Движение в процессе резания характеризуется двумя составляющими: главное движение резания и движение подачи.

Главное движение – Дr имеет наибольшую скорость называемую скоростью резания. Движение подачи Дs имеет скорость меньшую, чем скорость главного движения резания и предназначено для срезания припуска со всей поверхности, подлежащей обработке. Это движение называется подачей. Главное движение и движение подачи в зависимости от вида обработки могут быть вращательными и прямолинейно поступательными и совершаться как заготовкой, так и режущим инструментом.

При точении главное движение – вращательное движение заготовки, движение подачи – прямолинейно поступательное движение режущего инструмента - резца.

При строгании главное движение сообщается резцу, а движение подачи заготовке, или оба движения – только резцу.

При сверлении – оба движения, как правило, режущему инструменту – сверлу.

При фрезеровании - главное движение режущему инструменту – фрезе, а движение подачи заготовке

При круглом и плоском шлифовании – главное движение сообщается режущему инструменту – шлифовальному кругу, а движение подачи – заготовке.

Металлорежущие станки с числовым программным управлением являются эффективным средством автоматизации мелкосерийного и серийного производства.

Станки с ЧПУ являются полуавтоматами, так как рабочий цикл обработки детали осуществляется автоматически по программе. Участие человека в работе станка с ЧПУ сводится в основном к перемещению детали в зону закрепления детали и после автоматической обработки детали – к ее раскреплению и перемещению из зоны обработки. Действия человека здесь успешно заменяются в настоящее время действиями машины – промышленного робота.

Промышленный робот – автоматическая машина, заменяющая функции человека при перемещении предметов производства и (или) технологической оснастки.

Для эффективного перехода с изготовления одного изделия на другое широко используются гибкие производственные системы (ГПС).

ГПС – совокупность нескольких или отдельной единицы технологического оборудования и системы обеспечения ее функционирования в автоматическом режиме, которая обладает свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений и характеристик.

Основные группы сварочного оборудования

Сварочные генераторы. Это электромеханические приборы, состоящие из двигателя и мощного генератора. Принцип работы таков: энергия сгорания топлива в двигателе передается в генератор, которые преобразует ее в электрический ток. Если генератор поддерживает постоянство сварочного дуги, то его называют сварочным агрегатом. Если двигатель является однофазным или трехфазным, то получаем сварочный преобразователь. Сварочные агрегаты имеют уникальную особенность: они не требуют подключения к электросети, а потому их можно использовать в любом месте автономно. Но из-за такой автономности они получаются большими и тяжелыми – и применяют их в основном в строительстве.

Сварочные трансформаторы. Простые, дешевые, широко используемые сварочные аппараты для ручной дуговой сварки. На контакты трансформатора подается переменный ток и вызывает переменный магнитный поток, который, в свою очередь, вызывает переменный ток с пониженным напряжением. Это напряжение и приводит к нагреву свариваемых поверхностей. Трансформаторы получили широкое распространение из-за простоты конструкции, невысокой цены и высокой надежности. Минусы, конечно, тоже имеются: это большие габариты и то, что переменный ток не может создать ровный шов. У новичков могут также возникнуть сложности с началом работы с трансформатором.

Сварочные выпрямители. Это трансформатор, источник питания и блок полупроводниковых выпрямителей. Аппарат вырабатывает постоянный ток, дуга не прерывается и отличается стабильностью. Эта особенность позволяет качественно использовать выпрямители даже непрофессионалам. При применении дополнительных приборов выпрямители могут сваривать цветные металлы и чугун.

Сварочные инверторы. Это аппараты, обладающие повышенной частотой, которая позволяет при меньшем весе и габаритах производить более мощную сварку. Такая сварка обеспечивает ровный, аккуратный сварной шов и устойчивую дугу.

Газосварочное оборудование - оборудование для резки и сварки металлов. Для сварки используется энергия горючего газа в смеси с кислородом или воздухом.