Obróbka Mechaniczna Skrawaniem Metalu Szlifowanie, Toczenie, Frezowanie
Łączenie różnych technik pozwala na osiąganie idealnych wymiarów, zgodnych z naszymi oczekiwaniami. Zachowanie konkretnych wymiarów jest szczególnie ważne w przypadku działalności takiej jak produkcja oprzyrządowań. W takim przypadku wahania wymiarów rzędu milimetra mogą mieć ogromne znaczenie.
Rodzaje obróbki mechanicznej
Wśród różnego typu rodzajów obróbki metali możemy wyróżnić takiej działania jak: gięcie, kucie, toczenie, tłoczenie, prasowanie, skrawanie, frezowanie, szlifowanie, spawanie, walcowanie i wiele innych.
Wybór konkretnego działania jest w dużej mierze uzależniony od tego, co chcemy osiągnąć z naszym fragmentem metalu. Po drugie warto zastanowić się do czego go wykorzystać i jaki kształt oraz użytkowość mu nadać. Zależy jednakże również w dużym stopniu od właściwości konkretnego metalu, gdyż przy jednym typie działań różne osiągi możemy uzyskać dla różnych metali.
Do najprostszych, ale i najbardziej rozpowszechnionych działań w obrębie obróbki mechanicznej metalu zaliczymy cięcie elementów stalowych, choć równie duża popularnością cieszą się także usługi spawalnicze czy usługi ślusarskie. W obrębie poszczególnych działań, także spotkamy się z różnymi typami zaawansowania i trudności, np. występują spore różnice zarówno w technice działania, jak i wykorzystanych narzędzi przy działaniach takich jak spawanie stali żaroodpornej czy spawanie doczołowe blach bądź spawanie stali nierdzewnej.
Nastawienie firmy na obróbkę mechanicznej metalu nie wyklucza jednak, jak już wspominaliśmy, konieczności wykorzystania innych typów obróbki. Warto zwrócić uwagę, przy wyborze konkretnej firmy, jakimi narzędziami jest ona w stanie dysponować i czy w razie wystąpienia takiej potrzeby właściwe oprzyrządowanie do obróbki termicznej będzie dostępne.
Obróbka metali – rodzaje. Obróbka skrawaniem, plastyczna i inne
Obróbka metali – rodzaje. Obróbka skrawaniem, plastyczna i inne
Obróbka metali to grupa procesów, w wyniku których następuje zmiana parametrów metali: kształtu, właściwości fizycznych i chemicznych czy wymiarów poszczególnych elementów w celu ich praktycznego wykorzystania. Podstawowe rodzaje obróbki metali to: obróbka mechaniczna, skrawaniem, plastyczna, chemiczna, cieplna oraz cieplno-chemiczna. Poniżej przyglądamy się większości z nich.
Interesuje Cię obróbka metali: walcowanie , gięcie blach , spawanie lub może wycinanie laserowe aluminium – jeśli tak Zadzwoń
Obróbka mechaniczna metali
Obróbka mechaniczna metali to pojęcie opisujące procesy wpływające na zmianę wymiarów zewnętrznych, kształtu, chropowatości czy innych właściwości materiału, przy czym zmiana ta następuje poprzez zastosowanie procesów fizycznych oddzielających fragmenty metalu lub wywieranie nacisku mechanicznego. Może być też łączona z innymi rodzajami obróbki, na przykład cieplną czy chemiczną.
Wyróżniamy następujące rodzaje obróbki mechanicznej metali:
obróbka skrawaniem (frezowanie, toczenie, szlifowanie i inne),
obróbka plastyczna (kucie, tłoczenie, walcowanie, gięcie i inne).
Uzyskanie oczekiwanej struktury i geometrii przedmiotu wiąże się z koniecznością zastosowania zaawansowanych maszyn i narzędzi, które pozwolą wywrzeć określony nacisk oraz wywołać stan nieodwracalnego naprężenia powodującego trwałe odkształcenie metalu.
Obróbka skrawaniem metali
Skrawaniem metalu nazywamy proces polegający na pozbyciu się naddatku materiału w celu nadania obrabianemu przedmiotowi określonej geometrii. Narzędzia skrawające usuwają zbędny materiał i pozwalają uzyskać pożądany kształt, wymiary oraz chropowatość powierzchni.
Na czym polega obróbka skrawaniem metali?
Obróbka skrawaniem metali polega na realizacji kilku procesów podzielonych na etapy. Każdy z nich odpowiada za polepszenie jakości uzyskiwanego produktu.
Obróbka zgrubna:
pozwala nadać wstępny kształt i rozmiar przedmiotu, po obróbce dokładnej otrzymujemy parametry bliskie oczekiwanym;
Obróbka wykańczająca:
pozwala nadać jakość zgodną z wymaganiami technicznymi (ewentualne rozbieżności mieszczą się w granicach niepewności pomiarowej).
Każdy etap procesu skrawania metalu wymaga zastosowania określonych narzędzi oraz precyzyjnego ustawienia parametrów obrabiarki. Skrawanie metali odbywa się przeważnie na obrabiarkach CNC, czyli urządzeniach sterowanych numerycznie.
Obróbkę skrawaniem dzielimy ze względu na rodzaj powstałego odpadu na obróbkę wiórową oraz ścierną.
Obróbka skrawaniem wiórowa
Obróbka wiórowa odpowiada za nadanie obrabianemu przedmiotowi pożądanego kształtu oraz charakteryzuje się dużą głębokością skrawania. Odpadem w tym przypadku jest naddatek w postaci wiórów. Obróbkę wiórową ze względu na dokładność dzielimy na: zgrubną, średnio dokładną, dokładną i bardzo dokładną.
Obróbka wiórowa dzieli się ze względu na rodzaj stosowanych procesów na:
frezowanie – obróbka służąca do kształtowania płaszczyzn i powierzchni krzywoliniowych, w której ruch obrotowy wykonuje narzędzie, a ruch posuwowy wykonywany jest przez przedmiot obrabiany;
toczenie – obróbka służąca do obrabiania powierzchni wewnętrznych i zewnętrznych brył obrotowych;
wytaczanie – obróbka służąca do obrabiania powierzchni wewnętrznych brył obrotowych;
wiercenie – obróbka pozwalająca uzyskać otwór o przekroju kołowym;
rozwiercanie – obróbka stosowana do poprawiania dokładności wymiarowo-kształtowej stworzonych już otworów;
dłutowanie – obróbka stosowana do nadawania kształtów nieobrotowych (np. uzębienia kół zębatych), w której narzędzie wykonuje ruch posuwisto-zwrotny.
Obróbka skrawaniem ścierna
Obróbka ścierna odpowiada za nadanie przedmiotowi obrabianemu pożądanej jakości powierzchni i charakteryzuje się małą głębokością skrawania. Naddatek stanowią tutaj drobne wióry i cząsteczki metalu. Podobnie jak w przypadku obróbki wiórowej, dzielimy ją na obróbkę: zgrubną, średnio dokładną, dokładną i wykańczającą.
Obróbka ścierna dzieli się ze względu na rodzaj stosowanych procesów na:
szlifowanie – obróbka wykończeniowa pozwalająca uzyskać dużą dokładność wymiarową oraz małą chropowatość powierzchni;
gładzenie – obróbka wykończeniowa stosowana do wykańczania otworów oraz zewnętrznych powierzchni obrotowych, umożliwia otrzymanie 10-13 klasy chropowatości;
polerowanie – obróbka wykończeniowa umożliwiająca uzyskanie najwyższej klasy chropowatości, a także nadanie powierzchni połysku.
Procesy wykorzystywane w obróbce skrawaniem pozwalają otrzymać gotowy element o oczekiwanej jakości. Wykorzystanie nowoczesnej technologii CNC pozwala stworzyć gotowy produkt w optymalnym czasie. Największą zaletą jest kompleksowość tego rozwiązania – skrawanie wiórowe i ścierne odbywa się z wysoką precyzją i nie wymaga stosowania dodatkowych procesów polepszających jakość krawędzi i powierzchni.
Obróbka plastyczna
Obróbka plastyczna metali pozwala na kształtowanie metali, zmianę ich właściwości fizykochemicznych, struktury czy gładkości powierzchni. Wszystko za sprawą odkształceń plastycznych. Obróbka plastyczna może być wykonywana na zimno lub na gorąco. Podstawowe rodzaje tej obróbki to: kucie, walcowanie, tłoczenie i ciągnienie. Każdy z powyższych rodzajów może być wykonywany zarówno na zimno, jak i na gorąco.
Walcowanie
Walcowanie to jeden z rodzajów obróbki plastycznej metali. Aby proces obróbczy zakończył się sukcesem, należy dostosować odpowiednie parametry do rodzaju materiału czy celu, jaki dany element ma spełniać po obróbce. Walcowanie blachy nie wpływa na zmianę właściwości opracowywanego elementu. Wszystkie parametry techniczne pozostają bez zmian, zmienia się jedynie kształt danego materiału. Walcowanie stożków to rodzaj gięcia blachy, którego efektem jest uzyskanie specyficznego kształtu metalu. Tworzenie stożków to proces, który jest bardzo wymagający. Jego powodzenie uzależnione jest od doświadczenia operatorów oraz profesjonalnych urządzeń.
Gięcie
Gięcie blachy to także powszechnie stosowana technika. Tego typu plastyczne rodzaje obróbki metali polegają na określonej zmianie krzywizny obrabianego metalu bez naruszenia jego wymiarów poprzecznych. Gięcie blachy tą techniką może być wykonywane zarówno na zimno, jak i na gorąco. Gięcie wykonuje się przy użyciu zaawansowanych urządzeń CNC.
Tłoczenie
Tłoczenie określa procesy technologiczne polegające na wywieraniu nacisku na przedmiot obrabiany w taki sposób, aby rozdzielić lub połączyć materiał albo uzyskać określony kształt przy jednoczesnym zachowaniu pierwotnej grubości. Proces ten wykorzystuje się do obróbki przedmiotów o niewielkiej grubości w porównaniu do pozostałych wymiarów, na przykład blach, folii czy płyt. Tłoczenie odbywa się przy użyciu specjalistycznych pras mechanicznych lub hydraulicznych. Proces ten można przeprowadzać na zimno lub przy zastosowaniu wysokiej temperatury.
Kucie
Kucie to rodzaj obróbki metali polegający na wywieraniu nacisku poprzez uderzanie narzędziem w materiał w celu wywołania odkształcenia. Poprzez zastosowanie matryc lub bijaków dokonuje się złożonego kształtowania przedmiotu obrabianego. Materiał może płynąć zarówno w kierunku równoległym, jak i prostopadłym do kierunku ruchu narzędzi. Proces kucia można wykonywać na zimno lub gorąco.
Ciągnienie
Ciągnienie metali jest procesem obróbki plastycznej polegającym na zmianie kształtu lub pola przekroju poprzecznego wsadu w postaci pręta, drutu lub rury. Odkształcenie następuje po przeciągnięciu przedmiotu obrabianego przez otwór narzędzia o mniejszym polu przekroju. W ten sposób zmniejsza się średnica, a zwiększa długość przedmiotu.
Obróbka cieplna
Obróbka cieplna to technika z wykorzystaniem wysokiej temperatury, która bazuje na właściwościach plastycznych metali. Metoda ta polega na nagrzaniu określonego elementu (półproduktu lub gotowego produktu), kształtowaniu go w pożądany sposób, a następnie chłodzeniu, aby zachować nowe parametry. Działanie wysokich temperatur zmienia właściwości fizyczne i chemiczne obrabianych stopów metali i pozwala na niemal nieograniczone możliwości kształtowania. Obróbka cieplna jest często wykorzystywana w szeroko rozumianym przemyśle. Zalicza się do niej m.in.: wyżarzanie, hartowanie, odpuszczanie, ulepszanie cieplne, przesycanie czy stabilizowanie.
Obróbka chemiczna
Obróbka chemiczna metali polega na chemicznym lub fizykochemicznym oddziaływaniu na powierzchnię stalowych elementów. Dzięki temu tworzy się na nich specjalna powłoka ochronna, zabezpieczająca przed korozją oraz zwiększająca wytrzymałość na uszkodzenia mechaniczne. Powstała powłoka może być niklowa, niklowo-chromowa lub miedziowo-niklowo-chromowa.
Obróbka cieplno-chemiczna
Obróbka cieplno-chemiczna to proces, który polega na oddziaływaniu termicznym i chemicznym na dany element. Podwyższona temperatura oraz odpowiednio dobrane czynniki chemiczne pozwalają na modyfikację właściwości fizycznych i chemicznych obrabianych półproduktów lub produktów. Występuje kilka rodzajów obróbki cieplno-chemicznej, które należy dostosować do parametrów technicznych danego materiału. Do najpopularniejszych zalicza się:
nakrzemowanie (nasycenie wierzchniej warstwy krzemem poprzez wygrzewanie w bardzo wysokich temperaturach sięgających 1250°C w ośrodkach stałych lub gazowych), którego efektem jest zwiększenie żaroodporności i kwasoodporności,
nasiarczanie (wzbogacenie powierzchni w siarkę w środowisku ciekłym lub gazowym. Proces przeprowadza się w temperaturze do 900°C), którego celem jest zwiększenie odporności na korozję i poprawienie właściwości ślizgowych trących,
kaloryzowanie (nasycenie warstwy powierzchniowej glinem w ośrodku gazowym lub stałym w temperaturze maksymalnej 800°C), w wyniku którego także poprawia się odporność na działanie korozji,
naborowywanie (nasycenie borem w ośrodkach stałych, ciekłych i gazowych w temperaturze około 1000°C), dzięki któremu obrabiany element jest twardszy, żaroodporny i mniej rozpuszczalny,
azotowanie (nasycanie azotem jedynie materiałów o odpowiednio dobranym składzie), które poprawia odporność na ścieranie, korozję i zwiększa twardość,
chromowanie (nasycenie elementu chromem w różnych ośrodkach w temperaturze do 1050°C), dzięki któremu zwiększa się odporność na zużycie,
nawęglanie (dyfuzyjne nasycanie węglem), które ma na celu zwiększenie twardości, a tym samym poprawienie odporności na ścieranie.
cyjanowanie, węgloazotowanie (nasycenie jednocześnie węglem i azotem w temperaturze do 950°C), które zwiększa twardość i odporność na zużycie.
Narzędzia do obróbki metali
Każdy proces technologiczny związany z obróbką metalu wymaga zastosowania specjalistycznych maszyn oraz narzędzi.
Do obróbki mechanicznej skrawaniem niezbędne jest użycie następującego sprzętu:
maszyny (manualne lub automatyczne CNC): tokarki frezarki;
narzędzia: noże frezy wiertła.
Do obróbki plastycznej metali stosuje się następujące oprzyrządowanie:
maszyny: ciągarki giętarki prasy mechaniczne i hydrauliczne walcarki wyoblarki;
Narzędzia i obrabiarki do metalu
Do tej pory zajmowaliśmy się problematyką związaną z obróbką drewna oraz domowym warsztatem. Dzisiaj poruszymy tematyką nieco inną, aczkolwiek z przemysłem obróbczym związaną. Chociaż drewno to surowiec używany dziś w przemyśle powszechnie, to nie jest w stanie zastąpić metalu. Jak tego rodzaju obróbka wygląda? Należy skupić się przede wszystkim na odpowiednim sprzęcie. Mamy tutaj na myśli obrabiarki do metalu i narzędzia do obróbki metalu.
Praca z tak specyficznym materiałem uważana jest za bardziej wyspecjalizowaną i wymagającą od pracy z drewnem. Powierzchnie drewniane bowiem dają się obrabiać choćby z pomocą najbardziej prymitywnych urządzeń, jak na przykład piła ręczna, bądź papier ścierny. Metal niestety jest surowcem o wiele trudniejszym w modelowaniu, stąd potrzebne są odpowiednie obrabiarki do metalu oraz narzędzia.
Narzędzia do obróbki metalu i obrabiarki do metalu - sposób działania
Chcąc rozpocząć swoją przygodę z obróbką, potrzebne nam będzie kilka niezbędnych narzędzi. Metale posiadają różne właściwości fizyczne oraz chemiczne, które umożliwiają nam tworzenie z nich. Z pomocą narzędzi do obróbki metalu możemy te właściwości na własną korzyść wykorzystać. Mowa tu oczywiście o procesie obróbki. Jakie metody wyróżniamy?
Obróbka skrawaniem
Najbardziej znany i powszechny z typów obróbki. Na czym polega? Z pomocą narzędzi do obróbki metalu oraz obrabiarek do metalu nadajemy elementom dany kształt z pomocą usuwania kolejnych fragmentów materiału (tj. skrawania). W ten sposób uzyskujemy oczekiwane efekty. Usuwane z powierzchni fragmenty fachowo określa się wiórami, a cały proces może wykorzystywać do pracy metodę ścierną bądź wiórową. Obrabiarki do metalu, które zajmują się skrawaniem to maszyny takie jak tokarki do metalu bądź wiertarko-frezarki do metalu.
Obróbka plastyczna
Ten rodzaj obróbki polega na kształtowaniu materiału poprzez dzielenie go oraz, z wykorzystaniem jego plastycznych właściwości, zmianę właściwości jego struktury. Narzędzia do obróbki metalu mogą zajmować się obróbką metalu zarówno na zimno jak i na gorąco w zależności od oczekiwanych efektów. Obróbka plastyczna obejmuje:
ciągnienie - wydłużanie poprzez zmniejszanie średnicy;
kucie - nadawanie kształtu przez nacisk bądź zgniatanie;
gięcie - zmiana kształtu bez naruszenia wartości wymiarów poprzecznych;
tłoczenie - oddzielenie materiału podstawowego od pobocznego, np. poprzez cięcie.
Z obrabiarek do metalu zajmujących się plastyką warto wymienić piły do metalu.
Obróbka cieplna
Ten rodzaj obróbki jest już nieco bardziej zaawansowany. Wykorzystuje się go zazwyczaj w zakładach masowej produkcji. Polega ona na zmianie właściwości mechanicznych i plastycznych materiału poprzez zmianę struktury. Odbywa się to przez nagrzewanie i wychładzanie metalu z odpowiednią szybkością, co powoduje zmianę jego własności.
Obróbka chemiczna
Ten typ obróbki polega na oddziaływaniu odpowiednimi związkami chemicznymi na powierzchnię, co następnie wywołuje reakcję odpowiedzialną za zmianę właściwości i struktury materiału. Wyróżnić można również obróbkę chemiczno-cieplną, która wykorzystuje obie metody jednocześnie.
Najważniejsze obrabiarki i narzędzia do obróbki metalu
Aby wyposażyć odpowiednio swój warsztat bądź zakład obróbki metalu należy zaopatrzyć się w wysoce specjalistyczny sprzęt. Od najbardziej podstawowych narzędzi manualnych używanych na co dzień, po wyspecjalizowane urządzenia wielkogabarytowe. Dobrze zacząć jest od urządzeń takich jak nożyce do blachy oraz piła do metalu. Narzędzia do obróbki metalu, które z pewnością będą nam potrzebne to również to wiertarka, wkrętak, rozwiertarka bądź gwintowniki.
Wśród obrabiarek do metalu warto zwrócić uwagę tokarkę, wykrawarki, spęczarki, giętarki, urządzenia do gratowania, frezarkę czy choćby imadło. Wybór odpowiedniego modelu będzie miał kluczowe znaczenie dla procesu obróbki. W zakładach produkcji masowej często korzysta się z obrabiarek numerycznych, czyli tych opartych na technologii CNC, o której pisać będziemy jeszcze w kolejnych wpisach.
Nie należy również zapominać o różnego rodzaju wyposażeniu dodatkowym takim jak części do maszyn, czyli frezy, noże tokarskie do metalu, wiertła do metalu bądź uchwyty wiertarskie czy wiertła trepanacyjne i inne. Cały nasz warsztat bądź zakład musi być w ten sposób kompleksowo wyposażony, aby móc zajmować się profesjonalnie obróbką metalu.
Podsumowanie
Jak widać, obróbka metalu jest to proces na zupełnie innym poziomie niż praca z drewnem. Wymaga odpowiednich narzędzi oraz obrabiarek do metalu, które potrzebne są do właściwego przygotowania materiału i pracy z nim. Odpowiedni sprzęt to absolutnie podstawa. Bez niego obróbka staje się praktycznie niemożliwa.
Leave a Reply