Станки и оборудование для обработки поверхностей

Обработка поверхностей – это технологический процесс воздействия на материал, благодаря которому заготовка превращается в деталь.

Качество и тип обработки влияют на такие параметры:

• чистота поверхности;


• масса и размер изделия;


• повышение износостойкости;


• уменьшение силы трения между движущимися элементами конструкции;


• придание дополнительных свойств;


• изготовление изделия заданной конфигурации.

Для каждого технологического процесса существует свое оборудование для обработки поверхности, которое учитывает габаритные размеры заготовки, тип материала и технологические аспекты.

Варианты обработки поверхностей металлов специальным оборудованием

Металлические изделия можно обрабатывать тремя способами:

• вручную. Этот метод используется для выполнения базовых операций (резка, сверление, шлифовка), когда не требуется соблюдения высокого уровня качества обработки. Недостаток способа – низкая точность, большая трудоемкость и влияние человеческого фактора;


• автоматический. Для обработки используют автономные системы, которые позволяют изготавливать металлические изделия с высоким классом точности обработки, но не предполагают вмешательства человека. таким способом пользуются при массовом выпуске деталей на производстве;


• комбинированный. Это основной метод обработки поверхностей, который предполагает непосредственное участие оператора и возможность ручной доводки изделия до заданных параметров. Распространенный пример – обработка поверхностей на токарном станке, когда мастер полностью контролирует процесс, а оборудование облегчает работу.

Особенности станков, оборудования и инструментов для обработки поверхностей

Процессы обработки металлических поверхностей делят на типы:

• сверление;


• шлифовка и полировка;


• штамповка;


• фрезеровка;


• резка и гибка.

Для каждого процесса используют профильное оборудование, которое учитывает геометрию поверхности заготовки (плоская, коническая, цилиндрическая или сложная).

Станки обработки плоских поверхностей – это продольно-фрезерные или протяжные автоматические линии, которые используют при серийном производстве металлических деталей машин.

Изделие крепится к рабочему столу, а обработка поверхности происходит благодаря воздействию фрез и поступательным движениям рабочей поверхности.

Обработка цилиндрических поверхностей на токарном станке – распространенный метод, который отличается высокой эффективностью и производительностью.

Будущая деталь закрепляется во вращающейся части станка, а процесс обработки осуществляется путем снятия стружки с поверхности резцом, который перемещается вдоль оси вращения.

Использование резцов с разным углом наклона и шириной рабочей кромки позволяет добиться заданного диаметра детали и класса чистоты поверхности.

Учитывая, что для достижения заданных параметров приходится срезать часть металла, в современном производстве детали изготавливают методом литья или штамповки, а на токарном станке происходит их грубая и точная доводка.

При шлифовке и полировки металла применяют специальные материалы для обработки поверхности – абразивные пасты и насадки из твердых сплавов. Наличие мелких частиц позволяет добиться высокого класса чистоты поверхности.

Распространенный пример – станки с пескоструйной обработкой, где в качестве абразива выступает кварцевый песок, который под давлением подается на металлическую поверхность и полирует ее.

Обработка поверхностей – технически сложный процесс, который предназначен для изменения формы материала, его веса, прочности и эксплуатационных характеристик для создания изделий и устройств различного применения.

Например, из древесины производят мебель, из металла корпуса изделий, опорные конструкции, запасные части, инструмент, а из полимерных материалов делают предметы быта, посуду, одежду аксессуары.

В зависимости от используемых материалов и планируемого конечного результата, используют свои технологии и методики.

Металлы и их сплавы – популярные материалы, которые используются для изготовления инструментов, механизмов, мебели, предметов быта, транспортных средств и техники.

При обработке поверхностей используются следующие технологические процессы:

• литье. Материал при помощи термической обработки превращают в вязкую однородную субстанцию, которую заключают в форму и охлаждают. В итоге получаются элементы конструкции, детали и изделия нужной конфигурации. Для процесса литься используют профильное оборудование – формы, источники тепла (печи, термокамеры, охладительные установки). Основы технологического процесса литья материалов дошли до нас из глубокой древности, когда первобытные племена изготавливали первые украшения, оружие и предметы быта;


• резка. Для получения заготовок с одинаковыми линейными размерами используется технология резки. Она осуществляется при помощи автоматических линий или ручного инструмента;


• прокат. Из расплавленного металла при помощи технологии проката изготавливают листовую сталь, которая используется для изготовления изделий другими методами обработки поверхностей;


• штамповка. Чтобы придать заготовке нужную форму, используется листовой металл и специальный пресс, который продавливает материал при помощи гидравлической, физической или другой силы;


• ковка. Процесс формовки материала, который отличается от штамповки тем, что в качестве основы используется не листовая прокатная сталь, а заготовки произвольной формы. Технология ковки заключается в многократном разогреве заготовки и обработки поверхности при помощи специального инструмента – ручных и автоматических молотов;


• гальванизация. Это технология нанесения на поверхность металла тонкого слоя покрытия из другого металла или сплава. В основе технологии – электрохимическая реакция и процесс замещения ионов материалов;


• сверловка. Технологический процесс предполагает создание отверстий определенного диаметра с уменьшением массы заготовки;


• шлифовка. Этот метод обработки предполагает удаление микроскопического слоя материала для обеспечения ровной и гладкой поверхности согласно нормативным классам точности. Используется специальные инструменты и расходные материалы – шлифовальные машины, насадки и пасты с содержанием абразива. Процесс шлифовки (полировки) выполняется на автоматических линиях или вручную.

Каждый из описанных выше процессов предполагает использование профильного оборудования и инструментов.

Материалы для обработки поверхности на специальных станках и оборудовании

Материалы для обработки поверхности металла способствуют созданию функциональных инженерных характеристик деталей, слоя защиты от коррозии, механических повреждений. Для отделки поверхностей металлических изделий применяются абразивы, сухие и жидкие, а также антикоррозионные покрытия.

После фрезеровочных и токарных работ поверхность деталей имеет неровности в виде участков гребешков и шероховатостей. Появляются остаточные напряжения верхнего слоя, что приводит к изменению твердости разной глубины (наклеп и упрочнение). Эти факторы влияют на качество функционирования элементов машинных механизмов.

К примеру, гладкость внутренней и внешней поверхности основного корпуса двигателя обуславливает непрерывность скольжения и длительность амортизации, чего не удалось бы достичь при наличии скол и шероховатостей рабочего цилиндра.

Полимеры и материалы для абразивной и антикоррозионной обработки поверхности

Абразивные наполнители материалы для обработки поверхностей представлены на рынке промышленной химии порошковыми и жидкими средствами.

Сухие полировочные масла могут использоваться на абразивных станках самостоятельно и в комплексе с жидкой рабочей средой, которая движется под воздействием давления барабанов оборудования.

Рабочее жидкое пространство осуществляет:

• шлифование;


• обдирку;


• проглаживание;


• полирование.

Абразивные частицы рабочей суспензии состоят из зернышек кремниевых соединений, крошек гранита, гальки и извести. Жидкость, в которой они растворены, обладает свойством очистки и образования металлического характерного блеска.

Материалы для обработки поверхностей в виде абразивных наполнителей могут также применяться для нанесения равномерного участка резьбы.

Ведущие производители изделий сложного профиля и художественной ковки в машиностроении совершают обработку компаундами и свободным абразивом с применением перечисленных выше шлифовальных частиц в жидкостях.

Антикоррозионная обработка поверхности металлического изделия заключается в профессиональном нанесении лакокрасочного покрытия. Наличие данного покрытия на производствах строения автомобильных конструкций дает возможность отделать сложные детали машин просто и быстро в любом цвете.

К наиболее известным на российском рынке антикоррозионным покрытиям относятся средства, выпускаемые производителем «КрасКоМ».

Уникальная эмаль высокого качества Нержамет может наноситься на новые и ржавые поверхности всех видов черного и цветного металлопроката. Краска данной фирмы «Акваметалик» способствует возможности водного растворения и длительной защите от ржавого налета.

Износостойкий продукт «Полимерон» изготовлен на основе полиуретановых соединений, которые тормозят окислительные реакции в толще поверхностных слоев цветного металла.

Защиту от коррозии с эффектом пластика обеспечивают декоративные краски производителя серии «Нержапласт». Эти продукты имеют широкую сферу применения в отделке бытовой, электронной техники, ремонте деталей трендовых автомобилей.

Особенности оборудования, инструментов, материалов, технологий для нанесения покрытий на металл

Металлы и их сплавы широко применяются для изготовления деталей машин, предметов обихода, ювелирных украшений и опорных конструкций.

Для увеличения эксплуатационных характеристик используются покрытия – материалы, предназначенные для внешней обработки поверхности.

Нанесение покрытий на металл дает поверхности следующие преимущества:

• защита от коррозии;


• противодействие механическим повреждениям;


• увеличение токопроводящих свойств;


• укрепление материала;


• восстановление изношенных поверхностей;


• улучшение внешнего вида изделия;


• увеличение срока эксплуатации;


• изоляция металла.

Для каждой технологии применяются свое оборудование, расходники и инструментарий.

В зависимости от назначения, способа реализации и ожидаемого исходного результата, технологии нанесения покрытий делятся на категории:

• погружение в расплавленный состав. Этот метод используется для покрытия заготовки слоем другого материала. Критерием является разница температуры плавления. Простой пример – погружение стальной детали в расплав олова, алюминия и металлов с низкой температурой плавления. Достигаемый эффект – защита основного материала от коррозии;


• напыление. Суть технологии заключается в покрытии поверхности металла мелкими частицами другого материала при помощи высокой температуры на холодное основание. По окончанию процесса металлическая заготовка получает гладкую поверхность (поры заполнены напылителем) и улучшенную адгезию;


• электрохимическая реакция. Этот метод имеет другое название – гальванизация. Под действием электрохимических процессов происходит покрытие металла тонким слоем никеля или хрома;


• электролитическая реакция. От предыдущего способа технология отличается равномерной толщиной покрытия основы на всех участках заготовки, включая пазы, технологические отверстия, выступы и грани;


• покраска. Это механический способ нанесения покрытий. Подготовленную основу покрывают слоем полимерной эмали или наносят другое лакокрасочное покрытие. Процесс выполняется вручную или в автоматическом режиме. Для покраски используют специальные инструменты – кисти, валики, ванны, краскопульты (ручной способ) и автономные покрасочные камеры (машинный способ).

Выбор технологического процесса нанесения покрытий и его толщины зависит от назначения металлического элемента и его условий эксплуатации.

Станки и оборудование для обработки поверхностей демонстрируются на ежегодной выставке «Металлообработка», проходящей в Москве.

Способы обработки поверхностей
Методы обработки поверхностей
Обработка сложных поверхностей