Способы обработки металлов. Первый способ обработки металлов, который мы рассмотрим, — это обработка металлов давлением.
Одним из свойств металлов является пластичность, т. е. способность изменять форму под действием давления, в том числе ударов, не разрушаясь. Есть металлы, которые можно обрабатывать давлением в холодном состоянии, например золото, медь, алюминий; а есть те, которые обрабатывают давлением в горячем состоянии, например малоуглеродистая сталь. Раскалённая докрасна, она становится такой пластичной и податливой, что из неё можно изготавливать детали самой сложной формы.
Процесс обработки металлов давлением состоит в том, что давящий инструмент придаёт металлической заготовке требуемую форму. К обработке металлов давлением относятся прокатка, штамповка, ковка (рис. 5.6).
Рис. 5.6. Обработка металлов давлением:
а — прокатка; б — листовая штамповка; в — ковка
Штамповка — это деформация металла с помощью специального инструмента — штампа, рабочая поверхность которого повторяет конфигурацию изготовляемой детали. Штамповкой изготавливают такие сложные по форме изделия, как детали кузовов автомобилей, корпуса бытовых приборов, различные товары повседневного спроса и т. д. Штамповку деталей выполняют в холодном и горячем состоянии (рис. 5.7).
Рис. 5.7. Штампованные детали и поковки:
а — детали, выполненные листовой штамповкой в холодном состоянии; б — поковки, выполненные объёмной штамповкой в горячем состоянии
Применение штамповки обеспечивает высокую производительность труда, даёт возможность изготавливать большие серии одинаковых деталей при минимальных затратах. Это объясняет её широкое распространение в промышленности.
Полезная информация
Поковка — черновая заготовка, получаемая в процессе штамповки или ковки металла, по своим размерам и форме близкая к требуемому изделию.
Ручная ковка осуществляется последовательными ударами кузнечного молота (кувалды) по нагретой или холодной заготовке, расположенной на наковальне, до приобретения ею желаемой формы. Кузнечное производство является одним из древнейших способов изготовления изделий из металла (рис. 5.8).
Рис. 5.8. Каминный набор
Ещё одним способом изготовления металлических деталей является литьё. Его применение основано на свойстве металлов, которое называется жидкотекучесть. Это свойство обеспечивает хорошее заполнение формы расплавленным металлом. После затвердевания металла в форме получается литая деталь-отливка. Литьё позволяет во многих случаях получать готовую деталь, которую в дальнейшем необходимо лишь незначительно доработать. Многие окружающие нас предметы изготовлены методом литья: водопроводные краны, дверные ручки, водосточные решётки на улицах. Существует искусство художественного литья. Таким способом изготовляют скульптуры, украшения, церковные колокола, декоративные ограды (рис. 5.9). Хорошими литейными свойствами обладают чугун, бронза, олово, цинк и некоторые другие металлы и сплавы.
Рис. 5.9. Литое чугунное ограждение
Существует ещё один способ обработки металлов — обработка металлов резанием. Несмотря на высокий процент отходов материала, данный способ получил распространение при производстве деталей и изделий на различных технологических станках — токарных, фрезерных, строгальных (рис. 5.10). Этот способ применяют при изготовлении единичных деталей сложной формы с высокой точностью, при доработке заготовок после литья или обработки давлением.
Рис. 5.10. Детали, изготовленные на токарных и фрезерных станках
Ранее на уроках технологии вы выполняли некоторые технологические операции резания материалов: сверление, опиливание, резание ножницами, пиление и т. д. Все эти операции производятся специальными режущими инструментами: ножницами по металлу, свёрлами, напильниками, ножовками по металлу. Рабочая часть этих инструментов имеет общую форму — клин.
Существует несколько основных видов резания. На рисунке 5.11 показаны различные виды резания металлов: с помощью клинообразных инструментов, раздвигающих частицы металла (рис. 5.11, я); посредством двух режущих лезвий (рис. 5.11, б); путём снятия стружки (рис. 5.11, в)
Рис. 5.11. Виды резания металла:
а — с помощью клинообразного инструмента;
б — с помощью двух режущих лезвий;
в — снятие стружки
Режущие инструменты должны обладать высокой прочностью и твёрдостью, для того чтобы выдерживать большие нагрузки, которые возникают при обработке металлов. Не все металлы одинаково хорошо поддаются обработке резанием. Например, на станках трудно обрабатывать заготовки из красной меди, свинца, алюминия.
Таким образом, при изготовлении изделия необходимо рационально выбирать способ обработки материала: важно учитывать свойства металла, количество деталей (одна или серия), трудоёмкость операций и затрачиваемое время.