Металлообработка

Vestavia подходит для тех, кто ищут предприятие по обработке металла высокого качества. Vestavia обеспечивает высочайшее качество услуг по металлообработке. Уже более чем 10 лет Vestavia является ведущим предприятием по металлообработке в Риге, в Латвии мы оказываем услуги соответствующие Вашим потребностям и нашему опыту.

Металлообработка имеет долгую историю и с момента ее создания она в корне изменилась. В целях обеспечения первоклассных услуг, металлообрабатывающему предприятию следует знать историю своей отрасли и Vestavia является именно таким предприятием.

Металлообработка

Металлообработка это процесс, при котором металл используется для изготовления различных деталей, предметов или крупногабаритных зданий, это понятие включает в себя широкий спектр работ, к которому относится изготовление летательных аппаратов и мостов, а также маленьких деталей двигателя и ювелирных украшений. Поскольку из металла могут быть изготовлены самые разные предметы, есть широкий спектр навыков, процессов, опыта и инструментов, необходимых для их изготовления и по этой причине металлообработка стала чрезвычайно специализированной профессией.

Металлообработка это больше, чем просто профессия. Это искусство, наука, промышленность и должность – объединенные в одно. Истории этой профессии уже несколько тысяч лет, она тянется через все континенты и культуры, и она является одним из наиболее важных отраслей в мире. С развитием процессов и навыков, эта отрасль стала одной из наиболее специализированных отраслей в мире. В современных металлообрабатывающих мастерских, находится большое количество различных станков, которые предназначены для работы с различными деталями, эти станки умеют делать свою работу чрезвычайно точно.

Предыстория

Согласно информации, предоставленной археологами, древнейшие медные рудники были найдены 8700 лет до нашей эры. В Ираке найдено медное ожерелье, которое считается старейшим когда-либо найденным медным изделием. Самые древние Северо-американские изделия из меди были найдены 5000 – 4000 лет до н.э., что подтверждают найденные на площади Висконсин медные фрагменты, недалеко от озера Мичиган. Медь использовалась задолго до наиболее популярного драгоценного металла – золота. Старший, найденный артефакт золота датируется 4450 годом до н.э., он был найден в районе Варненского некрополя в Болгарии.

Хотя к классу металла принадлежит ряд элементов, писатель – ученый Айзек Азимов утверждает, что золото должно узнаваться за “первый металл”. Азимов обосновывает свое утверждение тем фактом, что золото встречается в природе в чистом виде, как самородок. Нет необходимости отделять золото от других организмов, оно существует в чистом виде. Большинство металлов не встречаются в природе, поскольку в большинстве случаев они встречаются в виде руды – минерализованный камень, и для того, чтобы отделить содержащийся в нем металл от других веществ, необходим процесс обработки или химическая реакция.

Свойства, присуши золоту, делают его одним из самых легко обрабатываемых металлов. Его высокая  податливость и пластичность позволяет легко придать нужную форму, даже если используются каменные или деревянные рабочие инструменты. По этой причине, оно стало чрезвычайно популярным во времена древних цивилизаций.

В ходе развития культур и совершенствования технологий, некоторые общества открыли способы, как можно  металл с помощью тепла освободить от его рамки руды. Вскоре после этого, применение нашлось для камней с высоким содержанием меди, свинца и олова. Это открыло возможность многим культурам использовать эти металлы, и вскоре благодаря металлу оружья, керамика, мебель и даже здания стали прочнее. Во всем мире появились шахты, где добывали руду. Металлообработка в Мерагру в Южной Азии практиковалась уже в период с 7000 – 3000 до нашей эры. Первые признаки плавки меди на Ближнем Востоке наблюдались около 6000 лет до нашей эры.

Большинство древних цивилизаций использовали семь наиболее важных металлов уже на протяжении более 5000 лет. Семью основными металлами являются: железо, свинец, олово, медь, серебро, золото и ртуть. Амплитуда окисления этих семи металлов от 0,44 В до -1,50 В, эти значения играли важную роль в использовании этих металлов. Потенциал окисления играет важную роль в том, как сильно руда прикрепилась к металлу. Например, у золота гораздо более низкий уровень окисления и по этой причине оно встречается в природе в чистом виде. С другой стороны спектра находится железо, его отделение от руды является гораздо более сложным процессом, потому что оно прикреплено к руде намного плотнее.

Медь и олово важными делает тот факт, что они встречаются очень часто. Использование меди было чрезвычайно трудным, пока не было обнаружено, что её нагревание может помочь отделить металл от руды. После этого открытия медь стали использовать чрезвычайно широко.

Одним из слабых мест меди является то, что она является относительно мягкой и хрупкой. Эти свойства сделали её идеальной для использования в ювелирных изделиях и очень простых орудий труда, но они не были достаточно жесткими, чтобы их использовали для орудий повышенной прочности. Чтобы преодолеть эту проблему, медь смешивали с оловом, получая бронзу. Сочетание этих двух металлов обеспечивало необходимую жесткость, в то же время без потери гибкости меди. Этот новый сплав стал идеально пригоден для самых тяжелых орудий труда и оружия, а также для их изготовления требовалось меньше усилий, чем из металлов с более высокой прочностью.

Развитие металлообработки наблюдалось не только на Ближнем Востоке. Вскоре, бронза стала “металлом”, из которого изготавливали большинство орудий труда и оружия по всему миру. В Китае и Британских островах были обнаружены ранние свидетельства бронзы. Около 2700 г. до н.э. бронза была везде, где люди умели отделять металл от руды. Вскоре после этого культуры во всем мире перешли от меди к железу.

История

Примерно в третьем тысячелетии до н.э., во времена, когда были обнаружены первые письменные доказательства, стало понятно, что цивилизации в Египте, Индии, Израиле и Северной Америке использовали драгоценные металлы. В то время уже были законы и торговые соглашения, которые регулировали право собственности на эти металлы, торговлю и распространение.

Торговля продвигала развитие умелого мастерства по металлам, ремесленники умели получать различные формы металла, которые, в свою очередь были использованы в различных видах – в ювелирных изделиях, рабочих инструментах, оружии, керамике и строительстве.

Навыки ремесленников росли на протяжении многих лет. Разработанные методы привели к спросу на ремесленников, кузнецов, алхимиков и другие группы специалистов по металлообработке. Часто это означало, что выполнение определенных работ нужно была для торговли и, следовательно, металл стал одной из главных причин для развития торговли между различными культурами.

На протяжении веков, металлы стали встречаться чрезвычайно часто и из них изготовляемые предметы становились все более изощренными. Поскольку из металла можно было изготавливать так много разных вещей, важность этих элементов возрастала, таким образом, навыки по обработке металлов становились все более важными и продолжали развиваться. Ремесленники по металлу находили все новые способы для более быстрого извлечения металла, а также находили новые способы применения. Многие цивилизации благодаря своим способностям в металлообработке стали очень сильными.

Металл сегодня также важен, как и 2000 лет назад. Металл используется сегодня во многих предметах, начиная от компьютеров, самолетов, бытовой техники до ювелирных изделий. Ранние работы и изделия ремесленников по металлу составляют основу тому, что производится и используется сегодня.

Основные процессы металлообработки

Металлообработка в основном делится на три следующие, основные категории: формование, соединение и резка. В каждой из категорий происходят различные процессы, чтобы разработать и получить необходимые предметы.

Говоря о металлообрабатывающих процессах, в первую очередь важно понять следующие два понятия. Первым из них является “маркировка” (также называемый “макет”). В рамках этого процесса, желаемый дизайн  или формы переносятся на поверхность металла, и это, считается, первым шагом в металлообработке. Этот шаг используется и в крупных промышленных объектах, а также, когда металлообработка является просто хобби. В различных подкатегориях металлообработки  маркировка является наиболее широко используемым методом для перенесения плана инженера на обрабатываемый металл заготовки перед началом производственного процесса.

Второе понятие это “штангенциркуль”.  Штангенциркули это ручные инструменты, которые специально используются для очень точного измерения расстояния между двумя точками в изделии. В большинстве штангенциркулей доступны две пары плоских, перпендикулярных проекций, которые используются для измерения внутреннего и внешнего диаметра. Штангенциркули используются для проведения самых различных замеров.

Процесс формирования листов (и труб)

Есть много различных производственных процессов, во время которых действия необходимые для изготовления могут осуществляться при комнатной температуре. Тем не менее, не все процессы можно проводить таким образом, потому, что в некоторых случаях необходимо нагревать формы пресса или само изделие. В процессы формирования механической силы входят такие действия, как ковка, гидроформирование, токарная обработка, подъем, изгиб, постепенное изготовление, уплотнение, формирование с потоком, удаление горизонтального прогиба и многое другое.

Процессы резки

Резка это не один процесс, но этот термин включает в себя несколько процессов, где материал подготавливается так, чтобы он соответствовал конкретной геометрической конфигурации, удаляя избыточный материал с детали. Во время этого процесса используются различные инструменты для реализации различных проектов. В результате резки получаются два следующих процесса: обрезки и готовой продукт. Обрезки это, как правило, стружки металла.

Металлорежущий процесс делится на следующие три основные категории:

  • Механическая обработка

    – в ходе этого процесса получаются стружки. Одним из самых популярных творческих процессов обработки металлических стружек является сверление.

  • Сжигание

    – это набор процессов, в результате которых металл разрезают с помощью процесса, в котором разрез окисляется, чтобы из изделия отделить отдельные металлических детали. Наиболее широко используемый вид горения осуществляется с помощью кислородотопливной горелки для резки, что позволяет пользователю один металлический лист разделить на несколько более мелких частей.

  • Другие процессы

    – есть и другие процессы, которые не могут быть включены в какую-либо из других упомянутых категорий. Очень широко используемый пример такого процесса это химическое фрезерование, которое используется для удаления избыточного материала с помощью едких или маскирующих средств.

Для резки металла могут быть использованы различные технологии.

  • Мануальные технологии: для осуществления данной технологии используются долота, ножницы, пилы и резцы.
  • Эрозийные технологии: использование водных струй, станок абразивного потока или электрический заряд.
  • Механические технологии: сверление, фрезерование, шлифование, токарная обработка и резка.
  • Сварка / горельные технологии: кислородно-топливная горелка, плазма и лазерная резка.

Жидкость для резки используется в тех случаях, когда в месте соприкосновения изделия и резака наблюдается большой объем трения и тепла. В этом случае по поверхности изделия во время резки распыляется гасящая жидкость. Это уменьшает трение и температуру в месте соприкосновения двух предметов. Этот метод не позволяет износиться рабочему инструменту.

Фрезерование

Фрезерование позволяет пользователю сделать металлические изделия сложной формы путем удаления избыточного слоя для получения окончательной формы изделия. Это обычно делается фрезерным станком. Фрезерный станок это устройство, работающее на электричестве, которое помогает получить ту форму, которую предпочтительно получить при помощи фрезерной резки, когда она вращается на вале, прям как сверло. Эта работа осуществляется на рабочем столе, позволяя пользователю перемещать стол в двух измерениях для завершения работы. Два наиболее распространенных вида фрезерных станков это горизонтальные и вертикальные фрезерные машины, они могут работать вручную или с компьютера (ЧПУ).

С помощью резца фрезы можно изготовить 3-х мерные детали, фрезеруя по всем трем осям – X, Y, Z, таким образом, изделие со всех сторон соответствует спецификации пользователя. В то время как большинство деталей можно изготовить непосредственно при помощи станка с ЧПУ, в некоторых случаях, стол должен быть установлен вручную, чтобы гарантировать, что допуск размеров изделия не превышал 1/1000 дюйма (эту величину часто называют одна тысячная).

Фрезеровать можно многие и разнообразные материалы, включая алюминий, медь, олово и нержавеющую стали. Скорость, с которой можно фрезеровать определяет тип материала. При каждой обработке, в зависимости от материала, станок может удалить только определенное количество материала. Фрезерование твердых материалов значительно медленнее, потому что при каждом подходе обработки  возможно удалить только небольшой слой материала.

При определении затрат на изготовление изделия, следует принять во внимание целый ряд факторов. Во-первых, на стоимость влияет вид фрезерованного материала, чем тверже материал, тем дольше его нужно фрезеровать. Для фрезерования твердых материалов также требуется больше гасящей жидкости, чтобы не повредить фрезу, что также приводит к дополнительным затратам.

Фрезерование

Заказчики, которым нужны изделия с цилиндрической поверхностью, сделанные с помощью инструмента резки одной точки, предпочитают фрезерование. В ходе этого процесса изделие поворачивается, а режущий инструмент перемещается по заготовке радиально или в своем направлении. Если изделия изготавливаются перпендикулярно материалу, они называются поверхностями. Если поверхность выполнена путем перемещения рабочего инструмента, как в осевом направлении, так и в радиальном направлении, то этот процесс называется профилированием.

Один из самых популярных токарный станков это вал, который вращается вокруг блока или цилиндра до тех пор, пока мастер не получит из него готовый продукт. Для создания формы материала могут быть использованы различные процессы, включая резку, черновую обработку или деформацию. Токарные станки используются для производства различных предметов, например, подсвечников, чашей, подшипников и подшипниковых опор, бейсбольных бит, коленчатых валов и ножек стола.

Токарный станок имеет три следующее основные компоненты:

  • Передняя опора токарного станка

    – вал передней опоры токарного станка используется для закрепления материала в станке похожем на челюсть, который называется тисковым захватом. В ходе процесса токарной обработки, вал вращается вокруг своей оси с чрезвычайно высокой скоростью, что дает энергию, необходимую для резки материала. В большинстве современных валов используются электромоторы.

  • Каретка

    – каретка это платформа, которая может двигаться параллельно или перпендикулярно оси вращения. Это делается очень точно по настройкам, установленным компьютером. Резак движется в обратном направлении обрабатываемого материала, пока он вращается, резак рабочего инструмента, в свою очередь, постепенно снимает материал в нужном месте.

  • Задняя опора токарного станка

    – задняя опора токарного станка движется вдоль оси вращения, и, в случае необходимости, может быть установлена непосредственно в определенном месте. Это помогает удержать обрабатываемую деталь на месте, пока режущие инструменты обрабатывают её поверхность.

Есть много различных техник, в которых используются токарные станки и обрабатывающие инструменты одной точки. Они включают в себя:

  • Скашивание: это оборудование режет материал под углом угла цилиндра.
  • Отделение: в этой технике рабочий инструмент перемещается в радиальном направлении к заготовке так, чтобы можно было отрезать её концы.
  • Нарезание резьбы: в ходе этого процесса рабочий инструмент затягивается по обеим – внутренней и наружной поверхности детали, вращая её. Таким образом, можно получить, соответственно, как внешнюю, так и внутреннюю резьбу.
  • Вытачивание: в ходе этого процесса, инструмент для обработки одной точки перемещается вдоль оси вращения как параллельно, так и линейно.
  • Сверление: материал, сверлится сверлом в аксиальном направлении.
  • Рифление: этот метод позволяет получить специальную текстуру поверхности, т.е. с поперечными полосами, что делает заготовку более легкой для захвата.

В современных токарных станках с ЧПУ и обрабатывающих центрах фрезерование используется также часто, как и другие рабочие инструменты. Такие инструменты останавливают вращение заготовки и сам инструмент, вращаясь, обрабатывает её. Станки с ЧПУ по-прежнему работают на оси координат X, Y, Z так, чтобы токарные инструменты могли изготовить готовый конечный продукт. Это позволяет легко изготовить 3-х мерные объекты, которые удовлетворяют потребности клиентов.

Чаще всего для токарной обработки подходят мягкие металлы, хотя могут быть использованы более твердые, но их обработка требует больше времени. Следует брать во внимание, что режущий инструмент всегда должен быть изготовлен из более твердого металла, чем сама деталь. В противном случае, рабочий инструмент будет поврежден, потому что он не сможет сделать необходимую работу. Увеличение скорости не приведет к желаемому эффекту.

Нарезание резьбы

Есть ряд различных процессов нарезания резьбы, которые используют фрезерование, например, метчик или винторезные доски, чтобы сделать резьбу одной точки для нарезания, укатки, шлифовки и создания резьбы. Метчик используется, когда материалу необходима внутренняя резьба  в отверстии, которое просверливается заранее. Винторезная доска создает наружную резьбу, которую можно врезать в поверхность цилиндра.

Фрезерование

Фрезерование это процесс, который используется для удаления материала при помощи черновой обработки. Есть различные виды фрезерования, некоторые из них используют фрезеровочный станок. Этот станок используется для получения чрезвычайно тонкого эффекта фрезерования. Так при каждом подходе обработки делаются чрезвычайно легкие надрезы, каждый раз работая с предельной точностью. Катки бывают разных направлений, и они, как правило, на базе камня или алмаза.

Основные типы фрезеровочных машинок это фрезеровочный стол и ручная угловая фрезеровочная машинка. Они могут быть использованы для удаления заусенцев деталей, и они являются чрезвычайно эффективным оборудованием для обработки металла.

Фрезеровочные станки чрезвычайно изменились. В самом начале, ручные фрезеровочные машинки в основном использовались для заточки, но сегодня станки с ЧПУ с 30 000 оборотами в минуту могут изготовить очень специфические детали, такие как реактивные турбины.

Чтобы с фрезеровочной машиной можно было добиться желаемого эффекта, обрабатываемый ею материал должен быть чрезвычайно прочным. Первые фрезеровочные машинки были очень примитивными, их в основном использовали для завершения работ. Со временем, для обработки поверхности все чаще стали использоваться все новые материалы, в том числе алмазы, что значительно увеличило объем и количество работ, для которых сегодня можно использовать фрезеровочные машинки. Современные фрезеровочные машинки со своей высокой мощностью и показателями точности идеально пригодны для изготовления предметов предназначенных для космической авиации.

Сварка

Наиболее частым методом соединения металлов является сварка. В ходе процесса сварки металлы или термопласты соединяются вместе при помощи сплавления. В рамках этого процесса наполнитель вылавливается в детали, образуя расплавленное место стыка, которое после засыхания превращается в затвердевший стык. Иногда для образования этого стыка, в дополнении к температуре, используется также давление.

Для сварки могут быть использованы различные источники энергии. В том числе образованное газом пламя, электрическая дуга, лучи электродов, лазеры, ультразвук и трение. Сварка в основном используется в промышленных работах, но нередко также для других целей. Чтобы не нужно было сделать, сварку всегда нужно доверять профессионалам, и это нужно делать в среде, где соблюдаются самые высокие стандарты безопасности.