Способы обработки поверхностей

Обработка поверхности металла – это техническое воздействие на материал, которое позволяет добиться следующих характеристик:

  • степень шероховатости;

  • изменение внешнего вида поверхности (матирование, глянец, нанесение изображений);

  • возможность уменьшить массу заготовки;

  • добиться заданной формы;

  • отделить элемент детали от общего листа.

В зависимости от выбранного способа, используют профильный инструмент и оборудование, которое рассчитано на конкретный технологический процесс.

Методы обработки поверхностей деталей из металла разделяются на три категории вне зависимости от выбранной технологии:

  • вручную. Специалист непосредственно отслеживает процесс и влияет на конечный результат. Недостаток ручного управления – низкая производительность и посредственное качество. Такое управление используют для базовых процессов, не требующих высокого уровня точности;

  • полуавтомат. Этот способ подразумевает наличие специального оборудования и оператора. Обработка изделия происходит на стационарных станках с возможностью ручной корректировки параметров технологического процесса;

  • автоматическое. Обработка металлической поверхности происходит без участия человека благодаря автономному оборудованию с заложенной программой. Преимущество метода – высокая точность и скорость, минимизация брака и отсутствие человеческого фактора. Автоматы используют при крупном серийном производстве.

Современные технологии обработки поверхностей

Научно-технический прогресс позволил открыть новые способы обработки поверхностей металлических изделий, потеснив традиционные методы, основанные на прямом механическом или химическом воздействии.

Новые технологии отличаются высокой точностью, скоростью и удобством, что позволяет использовать их при потоковом выпуске изделий и мелкосерийном производстве.

Новые способы обработки поверхностей деталей основаны на использовании лазера и плазмы. Каждый из них обладает преимуществами, особенностями и нюансами, которые мы подробно рассмотрим.

Лазер

Лазерная обработка поверхности – это передовая технология, которая используется для промышленного производства деталей.

Различают четыре технологических направления:

  • прямое спекание. Технология используется при изготовлении литейных форм под давлением и прототипов деталей. В основе метода – объемное нанесение металлического порошка вдоль контура детали при температурном воздействии с помощью лазера;

  • гибка. Благодаря лазерному лучу металл нагревается очень быстро, а за счет точечного воздействия процесс гибки проходит строго в заданных параметрах, что позволяет получать качественную деталь со сложной формой;

  • резка и сверление. Лазерная технология позволяет вырезать из общего листа деталь с максимальной точностью, избегая потерь металла. Метод применяется для листового металла, труб и создания объемных моделей. При сверлении не образуется стружка, и кроме точности получается внутренняя поверхность отверстия с высоким коэффициентом чистоты обработки;

  • сварка. Технология отличается наличием тонкого и прочного сварочного шва, а сам процесс проходит очень быстро. Лазерная сварка используется на крупных предприятиях автомобилестроительной сферы и в производстве бытовой техники.

Плазма

Плазменная обработка поверхностей – новая технология, которая позволяет производить точную и быструю резку металлов различной толщины.

В качестве основы используется воздух и электрическая энергия. Создаваемая плазмогенераторами дуга обладает высокой температурой, позволяя быстро резать тугоплавкие металлы.

Преимущества плазменной обработки:

  • простота и безопасность. Не используются газовые смеси и взрывоопасные баллоны;

  • высокая скорость и точность;

  • работа с металлами толщиной до 200 миллиметров. При увеличении толщины уменьшается скорость процесса;

  • места среза не обрабатываются.

Особенность технологии – повышенный шумовой фон во время работы оборудования. Рекомендуется использовать специальные защитные наушники или беруши.

Особенности обработки фасонных, резьбовых, торцевых, шлицевых поверхностей

При изготовлении изделий из металла, поверхность материала подвергается обработке.

Это позволяет добиться заданных параметров:

  • размеры и масса изделия;
  • конфигурация детали;
  • класс чистоты обработки;
  • отделение детали от заготовки.

В зависимости от особенностей формы и типа материала используют следующие технологические решения:

  • резка;
  • полировка и шлифовка;
  • штамповка;
  • фрезеровка;
  • сварка и сверловка.

Каждый тип операций предусматривает применение профильного оборудования и инструментов.

Обработка фасонных поверхностей

Это тип поверхностей, который отличается от простых геометрических форм – прямоугольника, цилиндра или конуса. Сюда относятся резьбовые, шлицевые, торцевые и другие поверхности с замкнутым и незамкнутым контуром.

Обработка фасонных поверхностей позволяет создавать такие элементы деталей машин и механизмов, как шестерни, валы со шлицами, детали с наружной и внутренней резьбой и другие элементы со сложной конфигурацией. Рассмотрим каждую технологию подробнее.

Обработка шлицевых поверхностей

Шлицевое соединение предназначено для передачи крутящего момента от ведущей детали к другим узлам конструкции. Наглядный пример – вал и передаточная шестерня.

По своей форме шлицы делятся на три группы:

  • эвольвентные;
  • треугольные;
  • прямые.

Каждый из вариантов обладает своей формой и особенностями сцепления с передаточным механизмом. Обработка шлицевых поверхностей происходит на горизонтально-протяжных станках в один или два захода (зависит от твердости металла и заданного класса чистоты поверхности).

Изготавливают шлицы холоднокатаным методом или нарезают при помощи червячных или дисковых фрез.

Обработка торцевых поверхностей

Обработка торцевых поверхностей происходит на токарном станке при помощи специальных подрезных резцов.

Технология схожа с методом обработки цилиндрической поверхностью, только у резцов особый угол заточки и расположение рабочей кромки относительно торца детали.

Обработка резьбовых поверхностей

Обработка резьбовых поверхностей делится на три направления:

  • внутренняя нарезка. Для этого используют метчики, резцы или гребенчатые фрезы. Нарезание при помощи метчика – наиболее эффективный способ, который сочетает высокую скорость и точность. Этот метод используется при массовом производстве изделий с резьбовым соединением;

  • внешняя накатка. В основе метода не срезание части металла, а продавливание его специальными накатными плашками по заранее подготовленным канавкам. Способ используется при массовом изготовлении болтов и крепежа с резьбовой поверхностью. Высокий уровень качества и четкий шаг получают на мягких металлах;

  • шлифовка. Дорогостоящий и трудоемкий процесс, который используют для получения высокоточных резьбовых соединений с большим шагом.

Больше о современных способах обработки поверхностей металлических изделий можно узнать на выставке «Металлообработка».


Читайте другие наши статьи:

Методы обработки поверхностей
Обработка сложных поверхностей