На протяжении всего существования металл был одним из наиболее универсальных и надежных материалов для производства. Практически каждая производственная работа выполняется с использованием этого материала, и его полезность пережила века.
Однако в последнее время были сделаны значительные улучшения в работе с этим универсальным материалом. И частью этого стало увеличение в области металлообработки.
В этой статье мы рассмотрим процесс металлорезания, поможем вам понять, как он работает, а также представим различные доступные методы.
Металлорезание: значение, история и принципы работы
Введение в металлорезание
Название говорит само за себя, конечно. При металлорезании происходит процесс удаления металлического материала из заготовки при стремлении достичь определенного размера, формы и поверхностной отделки.
Металлорезание применяется в различных отраслях, причем эти операции обычно выполняются с использованием различных машин и режущих инструментов. И, к тому же, у вас даже есть различные доступные методы, о которых мы расскажем в следующем разделе.
Когда речь идет о том, как резать металлические стержни или другие металлические материалы, выбор обычно делается на основе таких факторов, как желаемые характеристики, сам материал, который будет резаться, и объем производства. Все это пригодится при определении производства различных металлических деталей, а также используемых вами инструментов.
Значение металлорезания в производстве
Как процесс, использование режущего станка для металла играет важную роль в производстве различных продуктов в различных отраслях. В целом значение этого процесса в производстве можно объяснить различными факторами, включая:
Операционная универсальность
Металлорезание может легко работать с различными вариантами материалов. Это может быть чистый металл или сплав – пока его можно резать, этот процесс для этого подходит.
Точность и прецизионность
Независимо от выбранного варианта, у вас есть более высокие шансы выполнить эту задачу с впечатляющей точностью.
Индивидуальная настройка
Большинство производителей, использующих режущий металлический инструмент, также способны создавать более индивидуальные продукты. Как только у вас есть требования к дизайну, вы можете легко создать что-то подходящее.
Массовое производство
Для производства больших объемов материала металлорезание помогает улучшить экономичность и надежность изделий.
Сложные геометрии
Некоторые из различных видов методов резки могут легко обрабатывать сложные геометрии деталей без проблем.
Удаление материала
Основная цель металлорезания – удаление излишнего материала. Это уменьшает вес материалов, сохраняя при этом должную структурную целостность. Независимо от отрасли, это очень важно.
Экономическая эффективность
Оптимизированное металлорезание значительно помогает сэкономить затраты. Оно снижает отходы материала и оптимизирует энергопотребление, обеспечивая также значительное сокращение трудозатрат.
Конкурентное преимущество
Совмещаясь с достижениями в области цифрового производства и автоматизации, вы обнаружите, что металлорезание может помочь производителям приобрести значительное конкурентное преимущество. Этот процесс улучшает производительность и сокращает сроки выполнения заказов, что позволяет производителям лучше удовлетворять потребности своих клиентов.
Как металлорезание стало отраслью
Металлорезание – процесс со столь долгой историей, почти такой же древней, как и развитие самих машин и инструментов.
Легко смотреть на металлорезание сегодня и думать, что все просто развилось само собой. Однако процесс прошел долгий путь за века.
Со времен доисторической эпохи существование металлорезания. В то время использование простых каменных инструментов было повседневностью, но вскоре они уступили место железным инструментам – в том, что теперь мы знаем как эпоху железа.
В эту эпоху кузнецы были основными двигателями эволюции металлорезания. И с такими процессами, как кувание и традиционное отпускание, им удалось задать темп металлургии и изменению материалов.
Следующим значительным этапом в этом процессе стало Промышленная Революция. С изобретениями, такими как паровая машина,механизация шла быстро, а за ней появились такие инструменты, как токарные станки и фрезерные станки. Все это значительно оптимизировало эффективность в металлообработке.
За последний век развитие привело к появлению таких инструментов, как технология Числового Чертежа по Компьютеру (ЧЧК), которая помогла автоматизировать процесс обработки металла.
В настоящее время несколько достижений в области материаловедения и покрытий продукции привели к улучшению эффективности металлорезки в целом. Процесс стал быстрее, эффективнее и более точным.
Типы Процессов Металлорезки
Когда вы приступаете к операции металлорезки, одной из самых важных вещей, которую вам следует учесть, будет использование прессы для металлорезки и выбор техники, которую вы хотите использовать.
Этот процесс имеет множество вариаций, поэтому понимание различных вариантов будет критически важно для успеха.
Традиционные Методы Резки:
- Токарная обработка: В этом процессе вы помещаете заготовку на токарный станок и разрешаете ей вращаться. Пока это происходит, материал медленно удаляется с внешней поверхности, создавая необходимую форму – в большинстве случаев, цилиндр.
- Фрезерование: Далее идет процесс, использующий вращающийся резец, двигающийся по нескольким осям, чтобы убрать излишки материала с заготовки. В конечном итоге у вас получается плоский продукт.
- Сверление: С помощью вращающегося металлического инструмента вы делаете отверстия в заготовке. Операция сверления достаточно гибкая, так как она позволяет вам работать с различными режущими кромками. Таким образом, вы свободно можете резать, как вам угодно, и создавать настраиваемую форму.
- Пиление: Сам процесс, конечно, довольно очевиден – вы берете пило и прямо режете через заготовку.
Продвинутые Методы Резки:
- Электрическая Обработка Разрядом: Известная сокращенно как “ЭОР”, этот процесс использует электрические разряды для удаления излишков материала с заготовки.
- Лазерная Резка: С лазерной резкой вы направляете лазерный луч прямо на заготовку.
- Плазменная Резка: В плазменной резке используется высокотемпературная плазменная дуга для плавления материала. Больше информации о процессе вы найдете здесь.
Резка и Прокол
Для резки и прокола у вас в основном есть два процесса.
Резка использует лезвия, чтобы проколоться прямо через заготовку. Лезвия работают по прямым линиям, поэтому у вас больше контроля над тем, что режется.
Что касается прокола, вы прокалываете отверстия прямо в заготовке.
Шлифование
Этот процесс можно также разделить на поверхностное и цилиндрическое шлифование.
Поверхностное шлифование использует вращающееся колесо для удаления излишков материала с заготовки. С другой стороны, процесс цилиндрического шлифования использует такой же механизм и работает на создание цилиндрических форм.
Электрохимическая Обработка (ЭХО)
Этот метод кажется немного нестандартным, поскольку он объединяет электрический ток с электролитом, чтобы медленно растворять заготовку.
В конечном итоге выбор процесса обработки металла будет зависеть от таких факторов, как характер материала и то, что вы собираетесь достичь самостоятельно. В KDM Fabrication мы придерживаемся качества и будем более чем рады работать с вами, чтобы обеспечить правильный выбор метода обработки металла по мере продвижения ваших проектов.
Основные Принципы Резки Металла
Точно так же, как и в любой другой процедуре фабрикации, резка металла работает на основе основных принципов, которые направляют ее. В основном, эти принципы лежат в основе всей процедуры, связанной с резанием металлических инструментов, и вам нужно понять их, чтобы понять, как сам процесс функционирует:
Формирование Плоскости Сдвига
В этом базовом смысле процесс резки металла потребует работы с формированием плоскости сдвига. Здесь вы отделяете материал режущим инструментом, который движется по заранее определенному пути.
В большинстве случаев плоскость сдвига создается за счет относительного движения между режущим инструментом и рабочим местом.
Механизм Удаления Материала
После завершения самого процесса вам нужно удалить материал из заготовки. Этот процесс выполняется с использованием таких механизмов, как деформация, сдвиг, плужение и другие.
Сейчас важно помнить, что механизм, которым вы пользуетесь, будет зависеть от различных факторов. Понимание и оптимизация этих факторов помогут вашей операции процветать.
Твердость материала инструмента
Лучшие режущие металлические инструменты обычно изготавливаются из материалов, которые прочнее, чем заготовка. Благодаря этому различию в твердости процесс резки может быть более эффективным, особенно если режущий инструмент сохраняет свою режущую кромку.
Геометрия режущего инструмента
Также важно обращать внимание на геометрию и конструкцию при выборе лучшего металлического режущего инструмента. Параметры, такие как угол заточки, передний угол и углы режущей кромки, должны быть оптимизированы, поскольку они могут влиять на такие факторы, как шероховатость поверхности и износ стружки.
Скорость резания и подача
В этом процессе скорость резания описывает поверхность заготовки по отношению к режущему инструменту. С другой стороны, подача – это скорость, с которой инструмент продвигается в заготовку.
Понимание и тщательная настройка этих параметров помогут вам лучше контролировать скорость удаления материала.
Формирование стружки
Постоянное взаимодействие между заготовкой и режущим инструментом приводит к образованию стружки или опилок. Поэтому вам нужно быть готовыми к этому.
Выделение и управление теплом
Весь процесс резки металла генерирует значительное количество тепла из-за трения. В этой связи убедитесь, что у вас есть правильные процедуры смазки и охлаждения, чтобы помочь управлять этим теплом и предотвратить деформацию заготовки.
Силы резания
Общий процесс резки генерирует различные силы – от тангенциальных и радиальных сил до осевых сил и т.д. Вам нужно понимать и контролировать эти силы, чтобы обеспечить правильную устойчивость инструмента.
Износ инструмента
Учитывая, что процесс выбора опций для резки металла происходит с высокой силой и температурой, всегда есть возможность износа инструмента. Таким образом, вам нужно управлять этим процессом и контролировать состояние всех ваших инструментов по мере продвижения процесса.
Жесткость и устойчивость станка
Вы хотите обеспечить оптимальную устойчивость и жесткость вашего режущего станка, чтобы гарантировать правильное применение всех сил. Это снижает вибрации и помогает оптимизировать точность резки.
Материалы, необходимые для резки металла
Процессы резки металла требуют особых инструментов и материалов для эффективной и эффективной работы. Сочетание инструментов будет различаться в зависимости от методов резки стали и материала заготовки, но вы в основном можете полагаться на следующие компоненты:
Основные материалы
Материал заготовки
Выберите правильный материал в соответствии с вашими спецификациями и тем, что вы пытаетесь достичь. У вас есть различные варианты металлов и сплавов, поэтому уделите этому вопросу достаточно времени, чтобы принять решение.
Материал режущего инструмента
Далее вы хотите рассмотреть режущий инструмент. В конце дня помните, что ваш инструмент должен быть прочнее заготовки, иначе вы можете получить беспорядочный разрез.
Принимая это во внимание, некоторые из наиболее примечательных материалов, которые могут быть использованы в металлорежущем станке включают:
- Сталь высокой скорости (HSS): Здесь у вас есть материал, который лучше всего работает для резки мягких металлов, а также некоторых конкретных сплавов.
- Алмаз: Другой материал, известный своей твердостью, алмаз идеален, когда вы имеете дело с трудным заготовкой.
Инструменты и оборудование:
Теперь давайте рассмотрим некоторое примечательное оборудование, которое используется в самом процессе:
- Токарный станок: Токарный станок – это инструмент, который помогает в токарных операциях. Обычно заготовка помещается на него и разрешается вращаться, пока металлорежущий станок начинает работу.
- Фрезерный станок: Для фрезерных операций вам нужно выбрать среди многих типов металлорежущих станков. И фрезерные станки будут вашим выбором. Здесь режущий инструмент вращается и перемещается по различным осям, чтобы удалить излишки материала заготовки.
- Сверлильный станок: Используется для сверления, этот станок может поставляться с устройствами для нарезки резьбы.
- Шлифовальный станок: Эти инструменты используются для цилиндрических и плоскостных операций шлифования. Они идеальны для точности и тонких отделок.
- Оборудование для распиловки: Будь то циркулярная пила, ленточнопильный станок или ножовочный станок, вы можете использовать различные инструменты для распила вашей заготовки на определенные дизайны и формы.
- Лазерный режущий станок: В процессе лазерной резки используется высокоэнергетический лазер для проникновения через заготовку. Этот процесс также довольно точен и также идеален для толстых материалов.
- Водоструйный режущий станок: Процесс водоструйной резки использует высоконапорный водяной поток, сочетая его с абразивными частицами для выполнения режущего эффекта.
- Плазменный режущий станок: Для этого процесса вам потребуется высокотемпературная плазменная дуга, которая помогает вам резать и плавить металлический материал. Как и лазерная резка, этот процесс также подходит для толстых материалов.
Охлаждающие жидкости и смазки:
В большинстве случаев идеальным охлаждающим средством при металлообработке является режущая жидкость. Она помогает смазать режущий инструмент, удалять тепло и улучшать общую эвакуацию стружки. Чтобы уменьшить трение и износ, этот компонент невозможно переоценить.
Средства индивидуальной защиты:
Для обеспечения безопасности всех, кто занимается металлообработкой, помните о использовании следующего:
- Индивидуальные средства защиты (ИСЗ): Очки, перчатки и соответствующая одежда должны быть надеты всегда, чтобы защитить вас.
- Защитные кожухи станков: Рассматривая то, какой станок режет металл, ищите вариант с защитным кожухом, который помогает защищать вас от подвижных частей и возможной опасности.
- Системы тушения пожара: Если вы работаете в среде, где есть риск искр и пожара, то вам потребуются системы тушения пожара для обеспечения безопасности.
Факторы, влияющие на выбор процесса металлообработки
Мы уже указали на то, что существуют различные процессы металлообработки . Однако при выборе важно учитывать множество факторов. Некоторые из них включают:
- Материал заготовки: Тип сплава или металла, который вы обрабатываете, должен быть основным фактором при принятии решения. У различных материалов есть свои свойства, и вы хотите убедиться, что выбираете процесс, который подходит для материала.
- Размер и геометрия заготовки: Форма, размер и сложность вашей заготовки также сыграют большую роль. Некоторые процессы лучше подходят для создания сложных форм, в то время как другие работают лучше для простых геометрий.
- Требования к допускам и шероховатости поверхности: Если вы имеете дело с высокоточной деталью с тесным допуском, то вам может потребоваться процесс с отличным контролем размеров и использованием шероховатости поверхности.
- Объем производства: Вы должны тщательно рассмотреть ожидаемый объем производства. Если вам требуется производство большого объема, то вам нужен процесс с оптимальной эффективностью и скоростью.
- Толщина материала: Толщина вашего материала влияет на выбор метода резки. Некоторые процессы лучше подходят для тонких материалов, в то время как другие наилучшим образом подходят для более толстых деталей.
- Чувствительность к теплу: Если вы работаете с материалом, чувствительным к теплу, то само собой разумеется, что вам нужен процесс, который генерирует минимальное тепло. Сразу приходят на ум лазерная и водоструйная резка.
- Доступность инструментов и оборудования: Наличие конкретных инструментов, станков и оборудования может повлиять на решение относительно методов резки стали.
- Скорость и эффективность резки: Вам также необходимо следить за желаемой эффективностью и производительностью. Автоматический режущий станок для металла сможет работать быстрее и эффективнее, но вам также следует учитывать и другие параметры.
- Финансовые соображения: В конечном итоге никто не хочет тратить много денег на металлообработку. В результате учитывайте накладные расходы – инструменты, энергию, рабочую силу и обслуживание инструментов – чтобы убедиться, что вы получаете достаточно ценное предложение за свои деньги.
- Экологическое воздействие: Поскольку производство с учетом экологии становится более приоритетным, возможно стоит учесть экологическое воздействие ваших операций на долгосрочной перспективе.
- Соображения безопасности: По возможности вы хотите оптимизировать безопасность для всех, работающих над проектом лазерной резки.
- Время выполнения заказа: Если у вас срочный проект по производству, то вам нужно учитывать это при выборе процесса. Ваши требования к времени выполнения также вступят в игру здесь, так как некоторые методы обеспечивают более быстрое выполнение, чем другие.
Приложения металлообработки
Металлообработка – очень важный процесс, который применялся в нескольких областях в прошлом. Благодаря своему фокусу на точность в формообразовании и удалении материала, процесс полезен в некоторых из следующих сфер:
Авиационная промышленность
С помощью металлообработки предприятия авиационной промышленности производят детали для самолетов – детали двигателя, шасси и т.д. Процесс также помогает в создании профилей крыла и лопастей турбины, и используется для изготовления крепежных элементов и соединителей для самолетов.
Автомобильная промышленность
Производители автотранспортных средств используют металлообработку для изготовления блоков двигателя и других деталей. От кузова и рамы до выхлопных труб и шасси – требуется металлообработка.
Строительство и инфраструктура
Алюминиевые и стальные материалы, используемые в строительстве, производятся с использованием металлообработки. Процесс также помогает изготавливать структурные колонны, балки и другие элементы, а также производить различные компоненты для тоннелей и мостов.
Энергетический сектор
Мы видим, что этот процесс используется в энергетическом секторе для производства турбин, генераторов и других устройств. Также металлообработка позволяет изготавливать трубы для транспортировки нефти и газа.
Электроника и электротехника
Металлообработка оптимизирует точность производства выводов и разъемов. Она улучшает изготовление теплопроводящих пластин и помогает производить металлические корпуса и оболочки.
Производство медицинских устройств
Врачи, хирурги и другие специалисты медицинской сферы нуждаются в различных инструментах. Металлообработка обеспечивает возможность изготовления этих компонентов – имплантатов, медицинских устройств и другого.
Учитывая, что эти инструменты используются в медицинской сфере, вы всегда хотите отдавать приоритет их биосовместимости и безопасности.
Товары народного потребления и бытовая техника
Сегодня многие товары народного потребления изготавливаются из металла. Для их правильной обработки используется процесс металлообработки.
Оборона и военная промышленность
Компоненты военных транспортных средств требуют резки на станках. Процесс также используется при производстве боеприпасов и огнестрельного оружия, а также разработке средств защиты.
Изготовление ювелирных изделий
Дизайнеры ювелирных украшений используют фокус металлообработки на точности для обрезки и формовки драгоценных металлов. Совместимость процесса с созданием сложных дизайнов также пригодится здесь.
Судостроение и морская промышленность
Металлы, используемые в морской промышленности, должны быть в отличной форме и выдержать непростые условия. Однако металлообработка также помогает обеспечить возможность обрезки и формовки этих компонентов. От ходов до деталей палубы и более того, процесс используется повсеместно в обработке.
Горнодобывающая и тяжелая техника
В сфере горнодобычи металлообработка помогает производить компоненты, используемые в горном оборудовании. Она оптимизирует изготовление землеройной и строительной техники, усиливая эффективность горных работ.
Заключение
Металлообработка – это сложный процесс, который требует точности и эффективности для правильного выполнения.
К счастью, у нас в KDM Fabrication для вас есть решение. Свяжитесь с нами сегодня, и посмотрим, как мы можем вам помочь.
