Изделия из металла: кованные, токарные, сварные

Во время строительства любых зданий либо сооружений постоянно возникает необходимость в производстве и установке самых различных металлоконструкций.

Изделия из металла могут быть следующими:

  • ворота и двери;

  • различные металлические конструкции для строительства зданий;

  • перила и ограждения;

  • оконные решётки и многое другое.

Штампованные изделия из металла

Сам процесс штамповки представляет собой метод пластической обработки металла. Для этого применяются специально предназначенные заготовки (штампованные формы).

Данный метод позволяет изготовить различные изделия из металла необходимых размеров и конфигурации.

Применение так называемой холодной штамповки относится к прогрессивным современным технологиям. С её помощью изготавливают втулки, вентили, болты, различные переходники.

Исходный материал, в большинстве случаев это изделия из тонколистового металла, подаётся в штамповочное оборудование в виде ленты.

Далее под высоким давлением происходит выдавливание и получение требуемой продукции. Такой вид штамповки имеет ряд весомых особенностей по сравнению с существующими аналогами.

К её преимуществам относятся:

  • возможность изготовления изделия из тонкого металла, обладающего высоким уровнем точности;

  • минимальное количество отходов;

  • высокая жёсткость и прочность изготавливаемых изделий при их небольшой массе;

  • низкая энергоёмкость и высокая производительность получаемой продукции.

Горячая же штамповка изделий из металла применяется для изготовления такой продукции, как лопасти, колёса и прочие крупные изделия. В последнее время она является довольно востребованной. Особенно это касается автомобильной промышленности.

Сырьём тут выступает прокат, который перед началом самой обработки нарезают на заготовки нужных размеров. После этого изделие нагревают и штампуют под большим давлением.

Разновидности штампования металла

Тут присутствует два основных вида работ – это разъединительный и формоизменяющий. К первому типу работ относятся такие процессы, во время которых металл делится на заданные геометрические части. Это может быть резка, рубка или пробивка.

Формоизменяющие же процессы представляют собой холодное выдавливание, формовку и вытяжку.

Изделия из листового металла, получаемые методом штампования, могут изготавливаться по различным технологиям. Тут всё зависит от самой оснастки, формы материала, а также изменения размеров.

В связи с этим штамповка выполняется несколькими способами при помощи:

  • магнитного или гидроимпульса;
  • взрыва;
  • эластичных сред;
  • инструментальных штампов;
  • валиков.

Кованые изделия из металла

Ковка металла считается одним из самых древних ремёсел, которые когда-либо присутствовали на Земле. Ковка является исключительно мужской работой. Обусловлено это тем, что работа с металлом довольно сложная. Это касается не только физической стороны, но и технологической.

Художественные изделия из ковки металла – это настоящие произведения искусства, которые получаются из простых кусков металла. Её довольно большую популярность можно объяснить тем, что такой вид ковки относится к «живому» ремеслу. Сюда входят старинные многовековые традиции и технологии различных мастеров. Всё это объединяется с современными тенденциями дизайна.

Сегодня изделия из кованого металла могут себе позволить не только состоятельные люди, но и истинные ценители качества, грациозности, красоты и оригинальности. Их можно использовать не только в загородном доме, но и в обычной квартире.

Благодаря художественной ковке удаётся оживлять любые массивные конструкции, тем самым разбавляя большую массу лёгкостью и воздушностью. С такими изделиями абсолютно любой интерьер сможет стать настоящим произведением искусства.

Замысловатый дизайн художника сможет удачно влиться в любой архитектурный стиль помещения и сделать его по-настоящему комфортным и уютным.

Все достоинства, которыми обладают кованые изделия из металла, трудно переоценить. Да и сложно перечислить все те места, где их можно использовать. Абсолютно любой дом можно выгодно дополнить данной продукцией: ажурные решётки на окнах, лестницы с перилами, входной козырёк, балконы, подсвечники, цветочные подставки и многое другое.

Изделия из кованого металла кроме своей эстетической привлекательности славятся ещё и высокими эксплуатационными свойствами. Такие цельные конструкции способны прослужить очень долго.

Токарные изделия из металла

Данный вид работ представляет собой процесс резания металлических заготовок. Осуществляется это при помощи специально предназначенного режущего инструмента.

В ходе данных работ выполняется срезание с поверхности заготовки определённого заданного слоя металла, необходимого для получения нужного изделия из черного металла.

Сама заготовка прочно закрепляется в токарном станке, который придаёт ей вращение. Сам движущий инструмент движется относительно неё и выполняет заданные технологические операции резания.

Другими словами можно сказать, что обработкой изделия на таком оборудовании является изменение его формы и геометрических размеров при помощи снятия припусков. Сам же токарный станок может быть как ручного управления, так и автоматического с ЧПУ.

Припуском называется тот слой металла, который нужно удалить с первоначальной заготовки, чтобы на выходе получилась готовая продукция (деталь) в завершённом обработанном виде.

Токарные станки позволяют изготавливать следующие изделия из черных металлов: стаканы, втулки, валы, корпусные и эксцентриковые детали, фланцы, диски и многое другое.

К разновидностям токарных работ можно отнести растачивание. Растачивание представляет собой обработку заготовки путём резания внутренней её поверхности.

Для этого процесса применяются специальные расточные резцы. Данный вид технологических операций предназначается для получения выемок, канавок, внутренних отверстий и прочих углублений, которые необходимо получить в изготовляемой детали.

При помощи токарных работ удаётся получить на выходе цилиндрические, конические, а также фасонные и наружные поверхности самого изделия любого уровня сложности. Именно поэтому такие операции требуют предельного внимания и высокого уровня профессионализма работающего за оборудованием специалиста.

Изготовление изделий из металла методом сварки

Сварка относится к одному из ведущих технологических процессов, с ее помощью осуществляется производство самых различных конструкций из металла. Огромный спектр её применения обуславливается эффективностью, технологичностью и целесообразностью.

В зависимости от назначения готовой продукции сваривать можно различные виды и типы металлических изделий.

Сам процесс сварки представляет собой получение неразъёмного прочного и надёжного соединения при помощи нагревания и расплавления кромок двух соединяемых поверхностей из металла.

В отличие от других имеющихся способов производства металлических конструкций, таких как ковка, литьё, клёпка, сварные построения оказываются намного легче. Обусловлено это существенной экономией веса (порядка 40 процентов).

К примеру, в энергомашиностроительной сфере многие конструкции просто невозможно создать любым другим методом, кроме сварочного соединения.

Данные методы соединения металлических изделий известны человечеству уже давно, практически с момента освоения изготовления металла.

Сварные изделия либо соединения при помощи пайки были найдены во время раскопок. Их возраст составляет порядка четырёх тысяч лет. Но современные методы сварки начали активно разрабатываться только лишь в 19 веке.

Какими особенностями обладает сварка изделий из металла?

  • Прежде всего – это трудоёмкости самого процесса изготовления. В сварных конструкциях нет надобности осуществлять сверление с соблюдением точных размеров, зенковать и использовать множество различных вспомогательных инструментов.

  • Экономия самого металла. Стыки во время сварки выполняются без применения дополнительных элементов, которые будут удорожать и утяжелять саму конструкцию. Сам вес наплавляемого металла составляет порядка одного процента от общей массы заготовки. К примеру, при клепании деталей вес самих заклёпок может достигать и 4%.

  • Высокий уровень качества, а также прочности получаемых соединений. Такие швы очень плотные, герметичные, надёжные и долговечные. Особенно это актуально в том случае, когда нужно выполнить производство изделий из металла, таких как трубопровод, резервуар, цистерна и многое другое.

  • Снижение конечной стоимости готовой продукции.

К технологии сварки относится и множество других технологических операций, которые на первый взгляд могут показаться совсем противоположными.

Что сюда относится?

  • Металлизация.
  • Напыление.
  • Резка металла.
  • Наплавка.
  • Упрочнение самой поверхности.

У всех этих процессов одно общее предназначение – получение прочного неразъёмного соединения между металлическими изделиями.

Сварные изделия из металла

Рынок сварных изделий очень широк – на нем представлены изделия как для частных покупателей, так и для производственных компаний, строительных, эксплуатационных, транспортных и ремонтных предприятий.

Простота производства таких изделий, сравнительно невысокая стоимость их изготовления, а также большое разнообразие сварной продукции обеспечивают постоянный спрос на нее среди покупателей и заказчиков.

Категории сварных изделий из металла

Среди сварных изделий из металла можно выделить как наиболее востребованные следующие категории:

  • перила, лестницы;

  • рекламные и технические металлоконструкции;

  • металлоконструкции для детских площадок;

  • скамейки, фонари;

  • козырьки, навесы;

  • заборы, двери, ворота, калитки;

  • ограды и газонные ограждения;

  • сварные аксессуары для печей и каминов;

  • дачная утварь и инструмент;

  • оконные решетки, балконы;

  • арки и перголы;

  • декоративные изделия для домашнего интерьера и внешнего оформления придомовой территории;

  • другие сварные изделия.

Производство сварных изделий из металла

Чтобы изготовить изделия из металла, необходимо иметь техническое задание или проект. Большинство компаний, оказывающих услуги по производству сварных изделий из металла, готовы предложить своим заказчикам услугу проектирования изделий, разработки чертежей и создания 3D-визуализации.

Для успешной работы производственной компании необходимо иметь качественное современное сварочное оборудование, цех или производственную площадку для осуществления работ.

Необходимо также помнить и о выходном контроле качества – это особенно важно, когда речь идет об изготовлении металлоконструкций, на которые распространяются требования ГОСТов или СНиПов (например, пожарных лестниц, ограждений кровли и т.д.).

Для каждого вида изделий применяются разные виды сварки. Выбор технологии зависит от металла или сплава, из которого будет изготавливаться готовый продукт, тип изделия, требования к сварному шву и других параметров.

На каждый тип изделия создается проект и изготавливается технологическая карта, в которой детально описывается процесс производства, применяемая технология, используемое оборудование и материалы, а также указывается метод и способ проверки качества готового изделия.

Производство металлических изделий может быть детальным (штучным), серийным и массовым. Штучное производство – это создание одного уникального изделия по заказу покупателя.

Серийное производство – это изготовление серии однотипных изделий для заказчика, при необходимости могут быть изготовлены несколько серий таких изделий. Массовое производство подразумевает чаще всего отсутствие конкретного заказчика – изделия изготавливаются в большом количестве для последующей продажи оптом многим покупателям.

Компании, производящие изделия из металла массово, имеют возможность снизить стоимость производства одной единицы продукции за счет больших объемов производства, что дает им возможность предлагать покупателям низкие цены.

В качестве примера можно привести различные сварные изделия для дачи и сада, продающиеся в специализированных магазинах.

При серийном и особенно штучном производстве стоимость одной единицы товара оказывается выше. Однако для покупателя такой вариант предпочтителен, когда ему необходимы уникальные изделия с конкретными характеристиками, которых нет в свободной продаже.

Например, таким изделием может стать индивидуально изготовленная утварь для камина или сварные скамейки, качели, фонари и ограждения для сада или парка.

Методы обработки изделий для получения кованного металла

Изделия из кованого металла – продукт традиционного кузнечного ремесла. Материалы – железо, медь, алюминий, титан и сплавы.

Три метода обработки:

  • ручная;
  • штамповка;
  • с применением пневматических, паровых или гидравлических молотов.

Ковка – один из способов формирования заготовок для последующей прецизионной обработки и изготовления деталей наряду с литьем.

В серийном производстве используют метод штамповки, в единичном – металл. Не ограничивают стенками и вручную придают форму поковке специализированным молотом и вспомогательными инструментами.

Оборудование для автоматизированной ковки оснащено падающими кувалдами до 5 тыс. кг, способными развивать усилие до 200МН, манипулами и кантователями. Соответственно большие (в среднем 100 тонн) и поковки (заготовки), изготавливаемые в промышленных масштабах.

Технологический процесс:

  1. Нагрев. Основной критерий выбора оптимальной температуры – кристаллическая твердость сплава. Для инструментальной стали предел – 1000 оС , для мягких и средних сортов термический порог выше (1300 оС).

  2. Обжим. Обработка температурами вызывает проявление пор в структуре металла. Раковины и пустоты ликвидируют проковыванием болванки от центра вниз и после вверх.

  3. Заготовка. Грубая формовка болванки в определенный вид – сплошные и пустотелые цилиндры, кольца, плоскости и другие востребованные контуры.

  4. Технологическая обработка. Осадка, разогрев заготовки и коррекция формы с целью увеличить поперечное сечение путем сокращения длины. Вытяжка – обратнонаправленное воздействие. Рубка – разделение поковки на равные части при помощи зубила и молотка, полученные детали используют как декоративные элементы. Гнутье, скручивание и завивка предполагают нагрев прутка и изменение его формы на наковальне.

  5. Финишная отделка. Проковка усовершенствует эксплуатационные характеристики изделия (прочность, структура), выравнивает рельеф и волокнистость материала. На этом же этапе проводят разглаживание и насечку.

  6. Сборка итоговой конструкции сваркой или склепкой.

Кроме горячей обработки, детали изготавливают и холодной деформацией сортового или листового металла.

Бизнес по изготовлению изделий из кованого металла

Архитектурные элементы с художественными деталями из сплавов пользуются спросом у частных и коммерческих лиц.

Решетки на окна и двери, заборы и калитки, лестницы, беседки, мангалы, камины и другие изделия из кованого металла создаются по уникальным или стандартным проектам.

Российский рынок в данном сегменте достаточно насыщен, и преимущество получат те из производителей, кто организует одновременно ручную работу мастеров и автоматическое функционирование станков.

Компоненты:

  1. Кузница. Помещение в частном владении, строго соответствующее пожарным нормативам. Площадь цеха выше 45м2 и достаточное количество источников освещения.

  2. Инструменты: горн для разогрева металлов (на твердом, жидком или газовом горючем), наковальни, тиски, молотки и щипцы-клешни в нескольких модификациях каждый. Отдельно требуется сварочный аппарат и болгарка. Для автоматизированных процессов приобретают станки – точильные, отрезные, сверлильные и атрибуты для работы на них.

  3. Документальное разрешение на ведение деятельности. Разработка бизнес-плана, оформление ИП (для штата менее 10-ти человек), согласование с налоговой службой, пожарной охраной и СЭЗ.

Клиенты кузниц – религиозные организации (церкви, мечети), бюро ритуальных услуг, владельцы частных коттеджей, строительные компании, заведения HoReCa и другие коммерческие и государственные организации.

Подробнее о токарных изделиях из металла

Традиционное направление в металлообработке – это отделка деталей на токарных станках.

Основная цель такой обработки – устранить неровности и шероховатости путем снятия несовершенных слоев посредством проделывания механических операций, изменить геометрические формы, размеры, добавить дополнительные характеристики – канавки, рифления или резьбовой ход.

Токарные изделия из металла получаются в результате качественно выполненных операций. Они идеальные по внешним параметрам. Их качество может быть результатом чистовой, черновой и тонкой обработки.

Токарные работы применяются в производстве деталей, которые будут функционировать, как тела вращения в механизмах. К ним относят кольца, валы, переходы, подшипники, втулки, гайки и другие.

Стадии производства токарных изделий из металла

Чтобы получить готовое изделие материал проходит несколько стадий:

  • торцевание и отделка уступов;

  • сверление под крепежи;

  • выравнивание поверхности;

  • заливка отверстий, что называется зенкерование;

  • осуществление резьбы и рифления.

Процесс точения заключается в том, что заготовка на специальном станке осуществляет обороты, а режущая часть оборудования перемещается по заданной траектории относительно нее.

Резка металла реализовывается равномерно с одинаковой скоростью движения рабочего элемента продольно или параллельно мобильно фиксированной заготовке.

Особенности работ на токарных станках

Токарные работы на станке с ЧПУ нуждаются в первоклассной оснастке для гарантии точности выполненных процессов качественных и количественных характеристик конечного продукта.

Оборудование подразделяется на:

  • универсальное;
  • специальное;
  • специализированное.

Для выполнения восьмидесяти процентов всех операций хорошо подходят универсальные токарные станки. Они обрабатывают детали любого габарита.

Специальными станками пользуются при необходимости сделать много одинаковых изделий. Его настраивают по требуемым нормативным документам и параметрам с целью дальнейшей работы инструмента на автомате.

Специалист рабочего звена осуществляет внешний контроль и добавляет следующие партии заготовок. Ступенчатые валы сложной конструкции изготавливаются на специализированных токарных станках.

К преимуществам такой обработки деталей относят их целенаправленность, точность изделий до десяти и менее микрометров, экономичность процесса, вероятность вторичной переработки отходов.

Все разнообразие продуктов металлообработки, технологические схемы их изготовления, токарные изделия из металла и другие изделия, стандарты предприятий презентуются в рамках одноименного проекта-выставки.

Технологии обработки изделий из металла на выставке

Выставка «Металлобработка», проходящее в центральном выставочном комплексе нашей страны «Экспоцентр» на Краснопресненской набережной, является традиционным международным событием.

Выставка «Металлобработка» посвящается различному оборудованию и инструменту в металлообрабатывающей промышленности. Её рекомендовано посетить всем тем, кому интересно, как сегодня осуществляется отделка изделий из металла.

Также тут будет рассмотрено множество других очень важных и актуальных вопросов в данной сфере деятельности. Обсуждаться они будут в рамках международного форума на конгрессах, круглых столах, конференциях и симпозиумах.

ЦВК «Экспоцентр» в рамках данной выставки ежегодно собирает ведущих профессионалов и специалистов по металлообработке не только с нашей страны, но и со всего мира (более 30 стран).


Читайте другие наши статьи:

Металлические комплектующие, а также изделия и узлы из металла
Технологическая оснастка на предприятиях
Современная технологическая оснастка