Loading AI tools
спільна назва низки технічних дисциплін і технологічних процесів, пов'язаних із методами і способами обробки металів (сплавів) у закінчені З Вікіпедії, вільної енциклопедії
Металообро́бка (англ. metalworking) — спільна назва низки технічних дисциплін і технологічних процесів, пов'язаних із вивченням та використанням методів і способів обробки металів (сплавів) у закінчені вироби або елементи машин із застосуванням відповідного обладнання, верстатів, інструментів та режимів впливу на об'єкт обробки.
Під час технологічних процесів обробки металів різними методами змінюються форма і розмір об'єкту, а також можуть змінюватися фізико-механічні властивості металів.
Для обробки металів з метою їх зміни й досягнення поставлених цілей застосовуються різні методи обробки металів. Залежно від технологічних операцій, що застосовуються для надання виробам з металу певної форми, розмірів, шорсткості поверхні, точності, а також необхідних якостей і властивостей способи поділяються на види:
Ливарне виробництво — технологічний процес виготовлення виливків, що полягає в заповненні ливарної форми розплавленим матеріалом (ливарним металом чи сплавом) і подальшій обробці отриманих після твердіння виробів[1].
Ливарні форми можуть бути одноразовими і постійними. Одноразові форми виготовляють з формувальної суміші, вони придатні лише для однієї заливки; постійні — виготовляють з металу, вони придатні для виготовлення великої кількості відливок. Литтям виготовляють відливки різної конфігурації, розмірів і маси з необхідними фізико-механічними властивостями, вони можуть бути як готовими виробами, так і заготовками деталей для машинобудування.
Лиття часто не лише є найпростішим, але й найекономічнішим способом виробництва (литі деталі становлять близько 50 % від маси машини, а частка витрат на них — всього 15…25 %).
Виливки виготовляють з різних видів ливарних сплавів, які поділяються на чорні метали (сталь, чавун) і кольорові (сплави міді, алюмінієві сплави, магнієві сплави тощо).
Плавку чавунів проводять у вагранках, сталей в конверторах, електричних індукційних або дугових печах, кольорових металів та їх сплавів виконують у дугових печах, електричних печах опору, полуменевих печах, іноді в тиглях.
Розрізняють такі основні види лиття[1]:
Лиття застосовують для виготовлення: станин металообробного устаткування, блоків циліндрів і поршнів двигунів внутрішнього згоряння, радіаторів системи опалення тощо.
Оброблення металу тиском — сукупність технологічних процесів, внаслідок яких відбувається пластичне деформування або поділ металу на частини без утворення стружки[2].
При цьому виді обробки використовують властивість металу — пластичність (здатність під дією прикладених сил змінювати форму без руйнування) в холодному або у гарячому стані. Найпоширеніший механізм пластичної деформації — ковзання, зсув однієї частини тіла відносно іншої під дією дотичних напружень. Обробка металів тиском — один з найпоширеніших, найпродуктивніших і найдешевших методів виготовлення заготовок (деталей) різної маси та розмірів з металів та сплавів.
Тиском обробляють близько 90 % сталей та 55 % кольорових металів і сплавів.
Для отримання деталей та заготовок метали обробляють тиском наступними способами:
При обробці металів тиском втрати металів в порівнянні з іншими видами металообробки є меншими, тому цей метод обробки металів використовується дедалі ширше. Крім того, при обробці металів тиском існує можливість забезпечення високого рівня механізації і автоматизації технологічних процесів.
Обробкою металів тиском можуть бути отримані вироби з постійним або періодично змінним поперечним перерізом (вальцювання, волочіння, пресування) і штучні вироби різноманітних форм (кування, штампування), відповідні або близькі за формою і розмірами готовим деталям.
Оброблення різанням — вид механічного оброблення, яке полягає в утворенні нових поверхонь шляхом відділення поверхневих шарів матеріалу з утворенням стружки[3].
Способи обробки металів тиском і литтям, зазвичай, не дають необхідної точності розмірів і чистоти поверхні заготовок (винятки складають спеціальні види лиття і холодне штампування). Тому куванням, штампуванням і литтям у більшості випадків виготовляють заготовки (напівфабрикати), що потребують додаткової обробки. Остаточна обробка виконується різанням, яке полягає в знятті з поверхонь заготовки визначеного шару металу, що залишається спеціально для цього. Шар металу, що знімається з металу, називається припуском на обробку. В результаті видалення припуску заготовка набуває точніших форми, розмірів та заданої шорсткості поверхонь, тобто перетворюється в деталь.
На цей вид оброблення припадає понад 90 % трудомісткості виготовлення більшості деталей. Для його реалізації існує ціла низка різноманітного металорізального обладнання, різного за розмірами, продуктивністю, ступенем автоматизації, яке забезпечує здійснення різних способів обробки різанням практично в усіх типах виробництва.
Обробка різанням є складним і дорогим процесом, який відрізняється значною трудомісткістю і значними втратами металу (при масовому виробництві зі стружкою втрачається 5 — 15 % металу, а при дрібносерійному і одиничному — до 25 %).
Обробка різанням включає дві множини способів її реалізації: лезову та абразивну обробки.
Лезова обробка передбачає оброблення поверхонь заготовки одно- та багатолезовими інструментами — різцями, свердлами, фрезами, розвертками, протяжками та ін.
Абразивна обробка — це обробка поверхонь абразивними інструментами, виготовленими з природних або штучних абразивних матеріалів, — абразивними кругами, сегментами, брусками, стрічками та вільними абразивами у вигляді порошків, паст тощо.
Усі способи обробки різанням поділяють, у свою чергу, за точністю та шорсткістю обробленої поверхні на:
Кожен з цих процесів може бути ручним (слюсарна обробка) і механічним (верстатна обробка).
Слюсарна обробка є низькопродуктивною і застосовується тільки для підгонки деталей при складанні і ремонті. Основні види слюсарної обробки:
Верстатна обробка — виконується на металорізальних верстатах. При обробці заготовок в механічних цехах технологічний процес розділяється на окремі операції, що виконуються на різних верстатах із застосуванням різноманітних різальних інструментів і пристосувань. Щоб виконати обробку поверхні заготовки і одержати деталь заданої форми, необхідно закріпити заготовку і різальний інструмент та переміщувати їх в процесі обробки один відносно одного. При цьому на верстаті повинно виконуватись два рухи:
Основні види верстатної обробки можна класифікувати за видом поверхні, що обробляється на:
Термі́чне оброблення — оброблення, яке полягає в зміні структури та властивостей матеріалу заготовки внаслідок теплового впливу[3]. Застосовують також різні види хіміко-термічної обробки, сутність якої полягає в легуванні поверхневого шару виробів вуглецем, азотом або деякими металами (алюмінієм, хромом, берилієм тощо) з подальшою термічною обробкою або термомеханічного оброблення, при якому оброблення металів (сплавів) полягає у послідовному нагріванні їх до температури, вищої за верхню критичну точку поліморфного перетворення, пластичному деформуванні й гартуванні протягом одного технологічного процесу.
Залежно від мети термічної обробки існують різні її види, що відрізняються температурою нагрівання, тривалістю витримування та швидкістю охолодження. Розрізняють такі види термічної обробки: Відпалювання, нормалізація, загартування і відпуск.
Хіміко-термічна обробка — це вид термічної обробки, що полягає в поєднанні термічного та хімічного впливу з метою зміни хімічного складу, структури і властивостей поверхневого шару металевого матеріалу виробу.
Мета хіміко-термічної обробки — надати поверхневому шару металевої деталі підвищеної твердості, зносостійкості, жаротривкості, корозійної стійкості тощо.
Хіміко-термічна обробка може передбачати:
Найпоширенішими видами хіміко-термічної обробки сталі є:
Термомеханічне оброблення — оброблення металів (сплавів), що полягає у послідовному нагріванні їх до температури, вищої за верхню критичну точку поліморфного перетворення, пластичному деформуванні й гартуванні протягом одного технологічного процесу, які обумовлюють формування підвищеної щільності дефектів кристалічної будови металу чи сплаву, що призводить до підвищення міцності[5].
Розрізняють декілька видів термомеханічної обробки, призначених головним чином для обробки сталей. Основні серед них — термомеханічне оброблення високо-(ВТМО) і низькотемпературне (НТМО). Якщо сталь піддавати високотемпературній обробці, її пластично деформують (ступінь деформування 20…30 %) в області температур стійкого аустеніту (вище від точки A3), що виключає (частково або повністю) рекристалізацію в процесі деформування. Під час низькотемпературного оброблення сталь деформують (Ступінь деформування 75…95 %) в області температур метастабільного аустеніту, нижчих від температури його рекристалізації. При гартуванні сталі після деформування мартенсит успадковує зміни структури аустеніту. В обох випадках після гартування проводять низький відпуск. ВТМО можна піддавати будь-які сталі, а НТМО — лише сталі з підвищеною стійкістю переохолодженого аустеніту (леговані сталі).
Зварювання — одержання нерознімних з'єднань шляхом утворення міжатомних зв'язків між з'єднуваними частинами в процесі їх нагрівання і (чи) пластичного деформування[3].
Відомо близько 70 способів зварювання. В основу їхньої класифікації покладено дві ознаки: агрегатний стан матеріалу в зоні зварювання та вид енергії, яка використовується для утворення з'єднання.
За видом енергії, що вводиться у виріб основні зварювальні процеси поділяють на:
За агрегатним станом матеріалу в зоні зварювання всі способи поділяються на зварювання плавленням (ручне дугове, газополум'яне, електрошлакове, плазмове, електронно-променеве тощо), тиском (зварювання вибухом, зварювання тертям) або поєднанням плавлення із стисканням (точкове зварювання, контактне зварювання, дифузійне зварювання тощо).
Паяння — технологічний процес з'єднування заготовок нагріванням їх до температури плавлення металевого припою, нижчої від температури плавлення основного металу, з одночасним змочуванням розплавленим припоєм з'єднуваних поверхонь, затіканням його в щілини між ними та подальшою кристалізацією під час охолодження[6].
Електрофізичне оброблення — вид механічного оброблення, який полягає в зміні форми, розмірів та (чи) шорсткості поверхні заготовки із застосуванням електричних розрядів, магнітострикційного ефекту, електронного чи оптичного опромінювання, плазмового струменя[3].
До числа таких методів відносять:
Основною перевагою електрофізичних методів оброблення металів є можливість їх використання для зміни форми заготовок з матеріалів, що не піддаються обробці різанням, причому обробка цими методами відбувається в умовах дії мінімальних сил чи навіть при повній їх відсутності. Трудомісткість і тривалість цих методів обробки матеріалів підвищеної твердості (понад 400 HB) менша за трудомісткість і тривалість обробки різанням.
Важливою перевагою електрофізичних методів обробки металів є незалежність продуктивності більшості з них від твердості і крихкості оброблюваного матеріалу. Електрофізичні методи обробки металів охоплюють практично всі операції механічної обробки і не поступається більшості з них за шорсткітю обробленої поверхні і точністю виготовлення.
Електрохімічне оброблення — спосіб механічного оброблення електропровідних матеріалів, що полягає у зміні форми, розмірів і (або) шорсткості поверхні заготовки внаслідок анодного розчинення її матеріалу в електроліті під впливом електричного струму
Електрохімічне оброблення базується на явищі локального анодного розчинення металу при електролізі. Один з електродів (заготовка) приєднаний до позитивного полюса джерела живлення і є анодом, а другий (інструмент) — до негативного; останній є катодом. Особливостями електролізу є просторове окислення (розчинення) анода і відновлення (осадження) металу на поверхні катода.
Основними різновидами електрохімічного оброблення є.
Газотермічне напилення — одержання покриття із нагрітих та прискорених частинок напилюваного матеріалу із застосуванням високотемпературного газового струменя, в результаті зіткнення яких з основою або напиленим матеріалом відбувається їх з'єднання за рахунок зварювання, адгезії та механічного зчеплення[8].
Під загальною назвою «газотермічне напилювання» (ГТН) об'єднують такі методи[9][8]:
Зазвичай газотермічне напилення застосовують для створення на поверхні деталей та обладнання функціональних покриттів — зносостійких, корозійно-стійких, антифрикційних, протизадирних, теплостійких, термобар'єрних, електроізоляційних, електропровідних тощо. Матеріалами для напилення служать порошки, шнури і дроти з металів, металокераміки і кераміки.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
