Металаапрацоўка

Металаапрацоўка — працэс фарміравання і змены формы металаў для стварэння карысных прадметаў, дэталяў, вузлоў і буйнамаштабных структур. Як тэрмін ён ахоплівае шырокі і разнастайны спектр працэсаў, навыкаў і інструментаў для вырабу аб’ектаў у любым маштабе: ад велізарных караблёў, будынкаў і мастоў да дакладных дэталяў рухавіка і далікатных упрыгожванняў.

Точанне бруса металу на такарным станку

Гістарычныя карані металаапрацоўкі папярэднічаюць запісанай гісторыі. Металаапрацоўка выкарысталася у культуры рознымі цывілізацыямі на працягу тысячагоддзяў. Яна відазмянялася ад фармавання мяккіх самародных металаў, напр. золата, простымі ручнымі інструментамі, да выплаўкі руд і гарачай коўкі цвёрдых металаў, напр. жалеза, да сучасных высокатэхнічных працэсаў, такіх як такарная апрацоўка і зварка. Металаапрацоўка з’яўляецца прамысловасцю, рухавіком гандлю, індывідуальным захапленнем і выяўленчаым мастацтвам; яе можна разглядаць як навуку і рамяство.

Сучасныя разнастайныя і спецыялізаваныя металаапрацоўчыя працэсы можна аднесці да адной з трох шырокіх абласцей, вядомых як працэсы фармавання, рэзкі альбо злучэння. Сучасныя металаапрацоўчыя майстэрні і вытворчасці маюць мноства спецыялізаваных або агульнаўжывальных станкоў, здольных ствараць высокадакладныя і карысныя вырабы. Шмат больш простых метадаў апрацоўкі металаў, такіх як кавальскае майстэрства, ужо не з’яўляюцца эканамічна канкурэнтаздольнымі; і існуюць як індывідуальныя захапленні альбо гістарычныя рэканструкцыі.

Перадгісторыя

Самым старажытным археалагічным сведчаннем здабычы і апрацоўкі медзі стала знаходка меднай падвескі на поўначы Ірака з 8700 г. да нашай эры. Самым раннім абгрунтаваным і датаваным сведчаннем металаапрацоўкі ў Амерыцы стала перапрацоўка медзі ў Вісконсіне, недалёка ад Мічыганскага возера. Медзь забівалі, пакуль яна не станавілася крохкай, потым награвалі, каб можна было працаваць далей. Гэтая тэхналогія датуецца прыблізна 4000-5000 да н.э. Самыя старажытныя залатыя артэфакты ў свеце паходзяць з балгарскага некропаля Варна і датуюцца 4450 годам да н.э.

Не кожнаму металу патрэбны агонь, каб атрымаць яго ці апрацаваць. Айзек Азімаў меркаваў, што золата было «першым металам». Дзякуючы сваёй хіміі, золата сустракаецца ў прыродзе як самародны метал. Некаторыя металы таксама можна знайсці ў метэорах. Амаль усе астатнія металы ўтрымліваюцца ў рудах, мінераланосных пародах, якія патрабуюць цяпла альбо хімічнага працэсу для атрымання металу. Яшчэ адна асаблівасць золата ў тым, што яго лёгка апрацаваць у яго самароднай форме. Для апрацоўкі гэтага металу не патрэбныя ніякія прылады, акрамя каменнага малатка і кавадлы (шрубстаку). Золату ўласцівыя падатлівасць і пластычнасць. Самымі ранейшымі прыладамі працы былі камень, косць, дрэва і сухажыллі, і ўсяго гэтага хапала для апрацоўкі золата.

У нейкі час стаў вядомы працэс атрымання металаў з горных парод цяплом, і пароды багатыя на медзь, волава і свінец сталі карыстацца попытам. Гэтыя руды здабываліся ўсюды, дзе іх пазнавалі. Рэшткі такіх старажытных шахт былі знойдзены па ўсёй Паўднёва-Заходняй Азіі.Апрацоўкай металаў займаліся жыхары паўднёвай Азіі ў Мергарху ў перыяд з 7000 да 3300 да н.э. Прымітыўная металаапрацоўка змяняецца больш дасканалай прыблізна ў 6000 г. да н. э., Калі выплаўка медзі стала распаўсюджанай у паўднёва-заходняй Азіі.

Старажытныя цывілізацыі ведалі пра сем металаў. Тут яны размешчаны ў парадку іх акісляльнага патэнцыялу (у вольтах):

• Жалеза +0,44 В,
• Волава +0,14 В
• Свінец +0,13 В
• Медзь −0,34 В
• Ртуць −0,79 V
• Срэбра −0,80 В
• Золата −1,50 В.

Патэнцыял акіслення важны, паколькі ён з’яўляецца адным з паказчыкаў таго, наколькі шчыльна звязаны з рудой метал. Як бачна, патэнцыял жалеза значна вышэй, чым у астатніх шасці металаў, а золата значна ніжэй, чым у шасці над ім. Нізкае акісленне золата — адна з галоўных прычын таго, што золата знаходзіцца ў самародках. Гэтыя самародкі з’яўляюцца адносна чыстым золатам і іх лёгка апрацаваць у гэтай форме.

Часта сустракаючыеся медныя і алавяная руды зрабіліся наступнымі важнымі рэчывамі ў гісторыі металаапрацоўкі. Шмат медзі было выраблена выкарыстоўваючы цяпло для выплаўлення з руды. Медзь спажывалася як для ювелірных вырабаў, так і для простых інструментаў. Сама медзь была замяккай для трывалых інструментаў з цвёрдымі краямі. У нейкі момант у расплаўленую медзь дадалі волава і так атрымалі бронзу. Бронза — сплаў медзі і волава. Бронза з’явілася важным крокам у металургіі, бо яна мела трываласць і калянасць, якіх бракавала чыстай медзі. Да з’яўлення жалеза бронза была самым зручным металам для інструментаў і зброі агульнага карыстання (больш падрабязна гл. Бронзавы век).

Пасля паўднёва-заходняй Азіі гэтыя самыя дасягненні і матэрыялы былі выяўлены і выкарыстаны ва ўсім свеце. Людзі ў Кітаі і Вялікабрытаніі пачалі выкарыстоўваць бронзу часцей за медзь. Японцы амаль адначасова пачалі выкарыстоўваць бронзу і жалеза. У Амерыцы было інакш. Хоць народы Амерыкі і ведалі пра металы, толькі з часу еўрапейскай каланізацыі металаапрацоўка дзеля вырабу інструментаў і зброі стала распаўсюджанай. Ювелірныя вырабы і мастацтва былі асноўнымі метадамі выкарыстання металаў у Амерыцы да еўрапейскага ўплыву.

Каля 2700 г. да н. э. вытворчасць бронзы была распаўсюджана ў мясцовасцях, дзе можна было сабраць неабходныя матэрыялы для плаўкі, коўкі і апрацоўкі металу. Жалеза пачалі плавіць, і так яно пачало распаўсюджвацца як важны метал для прылад працы і зброі. Перыяд з гэтага часу стаў называцца жалезным векам.

Гісторыя

Аператарка такарнага станка, якая апрацоўвае дэталі для транспартных самалётаў на заводзе Кансалідаванай авіяцыйнай карпарацыі, Форт-Уэрт, штат Тэхас, ЗША ў 1940-х.

З гістарычных перыядаў фараонаў у Егіпце, ведычных цароў у Індыі, плямёнаў Ізраіля і цывілізацыі майя ў Паўночнай Амерыцы, і сярод іншых старажытных папуляцый, людзі надавалі каштоўным металам цану. У грамадствах ствараліся, выконваліся і ўзгадняліся правілы ўласнасці, размеркавання і гандлю. У вышэйзгаданых перыядах металісты ўжо былі даволі кваліфікаванымі ў стварэнні прадметаў упрыгожвання, рэлігійных артэфактаў і гандлёвых інструментаў з каштоўных (каляровых) металаў. Рабілі таксама і зброю, звычайна з чорных металаў або сплаваў. Гэтыя прадметы выконвалі рамеснікі, кавалі, атхарваведы, алхімікі і іншыя катэгорыі металістаў па ўсім свеце. Напрыклад, метад гранулявання выкарыстоўваўся ў шматлікіх старажытных культурах да таго, як гістарычныя дадзеныя паказваюць, што людзі ездзілі ў далёкія рэгіёны, каб падзяліцца гэтым працэсам. Гэты і многія іншыя старажытныя прыёмы і сёння выкарыстоўваюцца металістамі.

З цягам часу металічныя прадметы станавіліся ўсё больш распаўсюджанымі і ўсё больш складанымі. Патрэба ў далейшым набыцці і апрацоўцы металаў набывала ўсё большае значэнне. Навыкі, звязаныя са здабычай руд металаў з зямлі, пачалі развівацца, і металісты сталі больш дасведчанымі. Так металісты сталі важнымі членамі грамадства. На лёсы і эканомікі цэлых цывілізацый моцна паўплывала наяўнасць металаў і металістаў. Апрацоўшчык металу залежыць ад здабычы каштоўных металаў для вырабу ювелірных вырабаў, стварэння больш эфектыўнай электронікі, а таксама для прамысловага і тэхналагічнага прымянення — ад будаўніцтва да дастаўкі кантэйнераў дзеля чыгуначнага і паветранага транспарту. Без металаў тавары і паслугі перасталі б рухацца па ўсім свеце ў тым маштабе, які мы ведаем сёння.

Пачатковая апрацоўка

Камбінацыйны квадрат, які выкарыстоўваецца для перадачы дызайну.

Апрацоўка металаў звычайна падзяляецца на тры катэгорыі: фармаванне, рэзка і злучэнне. Большая частка рэзкі металу вырабляецца хуткарэжучымі сталёвымі інструментамі альбо цвёрдасплаўнымі інструментамі . Кожная з гэтых катэгорый уключае розныя працэсы.

Перад большасцю аперацый метал павінен быць вымераны і размечаны ў залежнасці ад патрэбнага гатовага вырабу.

Разметка (таксама вядомая як кампаноўка) — гэта працэс пераносу дызайну альбо ўзору на нарыхтоўку. Ён з’яўляецца першым крокам у ручной металаапрацоўцы. Выконваецца ў многіх галінах прамысловасці альбо ў хобі. Ў прамысловасці паўтарэнне пазбаўляе ад неабходнасці адзначаць кожны твор асобна. Разметка складаецца з пераносу плана інжынера на нарыхтоўку ў рамках падрыхтоўкі да наступнага этапу, апрацоўкі або вырабу.

Штангенінструмент выкарыстоўваецца для дакладнага вымярэння кароткай даўжыні.

 — гэта ручны інструмент, прызначаны для дакладнага вымярэння адлегласці паміж двума кропкамі. Большасць штангенінструментаў маюць два наборы плоскіх паралельных краёў — адны для вымярэння ўнутранага і другі — для вонкавага дыяметра. Гэтыя штангенцыркулі могуць мець дакладнасць да адной тысячнай цалі (25 мкм). Розныя тыпы штангенцыркуляў маюць розныя механізмы адлюстравання вымеранай адлегласці. Там, дзе больш буйныя прадметы трэба вымяраць з меншай дакладнасцю, часта выкарыстоўваецца .

Табліца сумяшчальнасці матэрыялаў у параўнанні з працэсамі

	Матэрыял
Працэс	Жалеза	Сталь	Алюміній	Медзь	Магній	Нікель	Тугаплаўкія металы	Тытан	Цынк	Латунь	Бронза
Ліццё	X	X	X	X	X	X			0	0	X
Адліўка ў металічную форму	X	0	X	0	X	0			0	0	X
Ліццё пад ціскам			X	0	X				X
Прэцызійнае ліццё		X	X	X	0	0				0	X
Абляцыйнае ліццё		X	X	X	0	0
Коўка		0	X	X	X	0	0	0
		X	0	0	0	0	0	0
Экструзія		0	X	X	X	0	0	0
Халоднае працягненне		X	X	X		0
Глыбокае працягненне		X	X	X	0	X		0	0
Вытворчасць шрубаўкаў	0	X	X	X	0	X	0	0	0	X	X
Парашковая металургія	X	X	0	X		0	X	0
Ключ: X = Звычайна выконваецца, 0 = Выконваецца з цяжкасцю, асцярожнасцю альбо ахвярай, пуста = Не рэкамендуецца

Ліццё

Форма для ліцця з пяску

Ліццё стварае пэўнцю форму, заліваючы расплаўлены метал у форму і даючы ёй астыць, без механічнай сілы. Формы ліцця ўключаюць:

• (у мастацтве называецца ліццём страчанага воску)
• Ліццё пад ціскам
• Ліццё (звычайнае, у формы з пяску)
• Ліццё ў абалонкавыя формы
• Спін-ліццё

Працэсы фармавання

Працэсы фармавання змяняюць форму нарыхтоўкі, не выдаляючы пры гэтым ніколькі матэрыялу. Фармаванне ажыццяўляецца пры дапамозе сістэмы механічных сіл і, асабліва для значных колькасцяў металу, з награваннем.

Працэсы фармавання нарыхтовак

Раскаленая металічная нарыхтоўка ўстаўляецца ў кавальскі прэс.

Пластычная дэфармацыя прадугледжвае выкарыстанне цяпла ці ціску, каб зрабіць нарыхтоўку больш здатнай да механічнай сілы. Гістарычна гэта рабілі кавалі, сёння гэты працэс індустрыялізаваны. Пры масавым фармаванні металу нарыхтоўка звычайна награваецца.

• Коўка
• Халоднае каванне
• Працягненне
• Парашковая металургія
• Фрыкцыйнае свідраванне
• Абкатванне

Працэсы фармавання аркуша і трубкі

Схема пракаткі

Гэтыя тыпы працэсаў фармавання ўключаюць прымяненне механічнай сілы пры пакаёвай тэмпературы. Некаторыя нядаўнія распрацоўкі ўключаюць нагрэў плашчакоў або дэталяў. Дасягненні аўтаматызаванай тэхналогіі металаапрацоўкі зрабілі магчымай бесперапынную штампоўку, чаканку, згінанне і некалькі іншых спосабаў, якія фармуюць метал з меншымі выдаткамі.

• Спрамленне
• Глыбокае прцягненне
• Паточная штампоўка
• Гідраформінг
• Гарачае газавае фармаванне металу
• Гартаванне на гарачым прэсе
• Паэтапнае фармаванне (ПФ)
• Такарная апрацоўка

  Латунная ваза пасля такарнай апрацоўкі

• Уздым
• Гумавая штампоўка
• Суперпластычная фармацыя (SPF)
• Профільнае пракатванне англійскім колам (колавая машына)

Працэсы рэзкі

Станок для плазменнай рэзкі з ЛПК.

Рэзка — гэта працэс прывядзення матэрыялу да зададзенай геаметрыі з выдаленнем лішку і атрыманнем гатовай дэталі ў адпаведнасці са спецыфікацыямі. Канчатковыя вынікі рэзкі два — адходы ці лішкі матэрыялу, і гатовая частка. Пры дрэваапрацоўцы адходамі будуць пілавінне і лішак драўніны. Пры рэзанні металаў адходамі з’яўляюцца сколы альбо стружка і лішак металу.

Працэсы рэзкі адносяцца да адной з трох асноўных катэгорый:

• Адразанне стружкі, найбольш часта як свідраванне і фрэзераванне
• Прапальванне акісленнем разрэзу, каб аддзяліць кавалкі металу
• Іншыя працэсы, якія не падпадаюць пад ніводную з вышэйзгаданых катэгорый

Прыклад выкарыстання кіслароднай гарэлкі для падзелу сталёвай пласціны на больш дробныя кавалкі — прыклад прапальвання. Хімічнае фрэзераванне — гэта прыклад спецыяльнага працэсу, які дазваляе выдаліць лішкі матэрыялу пры дапамозе траўлення і маскіруючых хімічных рэчываў.

Існуе мноства прыёмаў і прылад для рэзкі металу, у тым ліку:

• Ручныя тэхналогіі: піленне, чаканка, вырубка і адрэзка
• Станкавыя тэхналогіі: такарная, фрэзерная, свідравальная, шліфавальная, пілавальная
• Тэхналогіі зваркі / гарэння: рэзка лазерам, ацэтыленам і плазмай
• Тэхналогіі эрозіі: струменем вады, электрычным разрадам або патокам пяску.
• Хімічныя тэхналогіі:

Рэжучая вадкасць або астуджальная вадкасць выкарыстоўваецца там, дзе на рэжучай раздзеле паміж свердзелам або тарцовай фрэзай і нарыхтоўкай назіраецца значнае трэнне і выдзяляецца цяпло. Астуджальная вадкасць падаецца, на прыклад, распыляльнікам па ўсёй паверхні інструмента і нарыхтоўкі для памяншэння трэння і тэмпературы на раздзеле рэжучага інструмента / нарыхтоўкі для прадухілення празмернага зносу інструмента.

Фрэзераванне

Фрэзерны станок у час апрацоўкі падае астуджальнцю вадкасць па шлангах.

Фрэзераванне — гэта выпрацоўка складанай фсрмы металу альбо іншых матэрыялаў шляхам выдалення матэрыялу да фарміравання канчатковай формы. Звычайна робіцца на фрэзерным станку, машыне з прывадам, які складаецца з фрэзы, што круціцца вакол восі шпіндзеля (як свердзел), і працоўнага стала, які можа рухацца ў некалькіх напрамках (звычайна ў двух памерах [ восі x і y] адносна нарыхтоўкі). Шпіндзель звычайна рухаецца па восі z. Можна падняць стол дзе ляжыць нарыхтоўка. Фрэзерныя станкі могуць кіравацца ўручную або пад кампутарным лічбавым праграмным кіраваннем (ЛПК), і могуць выконваць шэраг складаных аперацый, такіх як рэзка пазоў, габлёўка, свідраванне і нарэзка разьбы, кромочная апрацоўка, і г.д. Два распаўсюджаныя тыпы фрэзерных станкоў — гэта гарызантальны і вертыкальны.

Вырабленыя фрагменты, як правіла, складаныя трохпамерныя аб’екты, якія вызначаюцца каардынатамі x, y і z, што падаюцца ў станок з ЛПК і дазваляюць яму выконваць неабходныя задачы. Фрэзерны станок можа вырабляць большасць дэталяў у 3D, але некаторыя патрабуюць павароту аб’ектаў вакол восі каардынат x, y або z (у залежнасці ад патрэбы).

Для кантролю тэмпературы разцу і матэрыялу выкарыстоўваецца высокатэмпературная астуджальная вадкасць. У большасці выпадкаў астуджальная вадкасць распыляецца са шланга непасрэдна на фрэзу і матэрыял пад кіраваннем праграмы альбо аператару.

Фрэзераваць можна амаль што ўсе металы. Кожны матэрыял патрабуе рознай хуткасці фрэзернага інструмента і дазваляе выдаліць пэўную колькасць матэрыялу за адзін праход інструмента. Больш цвёрдыя матэрыялы звычайна фрэзеруюцца на павольных хуткасцях з выдаленнем невялікай колькасці матэрыялу. Больш мяккія матэрыялы звычайна фрэзеруюцца з больш высокай хуткасцю.

Выкарыстанне фрэзернага станка дадае выдаткі, якія ўлічваюцца ў працэсе вытворчасці. Кожны раз, калі машына выкарыстоўваецца, таксама выкарыстоўваецца астуджальная вадкасць, якую неабходна перыядычна дадаваць, каб падоўжыць цяг службы фрэзы. Фрэзерны біт таксама трэба мяняць па меры неабходнасці, каб вытрымліваць роўнасць апрацоўкі матэрыялу. Працоўны час — найважнейшы фактар выдаткаў. Складаныя дэталі могуць запатрабаваць некалькі гадзін, у той час як вельмі простыя дэталі займаюць усяго некалькі хвілін.

Бяспека работы на гэтых машынах — важнае складае майстэрства. Фрэзы рухаюцца з вялікай хуткасцю і выдаляюць кавалкі звычайна раскаленага металу. Перавага фрэзернага станка з ЛПК таксама і ў тым, што ён абараняе аператара ад непасрэднага кантакту з фрэзой і раскаленым металам.

Такарная апрацоўка

Такарны станок адразае матэрыял з нарыхтоўкі.

Такарная апрацоўка — гэта працэс рэзкі металу для атрымання цыліндрычнай паверхні пры дапамозе аднаточачнага інструмента. Нарыхтоўка паварочваецца на шпіндзелі, і рэжучы інструмент падаецца ў яе радыяльна, восева або і так і гэтак. Вытворчасць паверхняў, перпендыкулярных восі нарыхтоўкі, называецца абліцоўваннем. Атрыманне паверхняў з выкарыстаннем як радыяльных, так і восевых падач называецца прафіляваннем.

Такарны станок — гэта станок, які круціць блок альбо цыліндр матэрыялу, так што калі абразіўныя, рэжучыя або дэфармацыйныя інструменты датыкаюцца да нарыхтоўкі, яны яе фармуюць, каб атрымаць аб’ект, які мае сіметрыю кручэння вакол восі кручэння. Прыклады аб’ектаў, якія можна вырабіць на такарным станку, ўключаюць падсвечнікі, каленчатыя валы, размеркавальныя валы і падшыпнікі.

Такарныя станкі маюць чатыры асноўныя кампаненты: ложак, падгалоўе, карэтку і заднюю бабу. Ложак з’яўляецца дакладнай і вельмі трывалай асновай, на якой ляжаць усе астатнія кампаненты. Шпіндзель бабкі замацоўвае нарыхтоўку патронам, сківіцы якога (звычайна тры ці чатыры) зацягнуты вакол кавалка. Шпіндзель круціцца з вялікай хуткасцю, забяспечваючы энергію для рэзкі матэрыялу. У той час як гістарычна такарныя станкі прыводзіліся ў рух рамянямі ад лінейнага вала, у сучасных станках выкарыстоўваюцца электрарухавікі. Нарыхтоўка выходзіць з шпіндзеля ўздоўж восі кручэння над плоскім ложкам. Карэтка — гэта платформа, якую можна перамяшчаць, дакладна і незалежна паралельна і перпендыкулярна восі кручэння. Зацвярдзелы рэжучы інструмент утрымліваецца на патрэбнай вышыні (звычайна ў сярэдзіне нарыхтоўкі) за слуп. Затым карэтка перамяшчаецца вакол нарыхтоўкі, якая верціцца, і рэжучы інструмент паступова выдаляе матэрыял з нарыхтоўкі. Задняя бабка можа слізгаць уздоўж восі кручэння, а потым фіксавацца на месцы дзе неабходна. У ёй могуць знаходзіцца цэнтры для дадатковай фіксацыі нарыхтоўкі альбо рэжучых інструментаў, што могуць уводзіцца ў тарэц нарыхтоўкі.

Іншыя аперацыі, якія можна выканаць на такарным станку з дапамогай аднаго кропкавага інструмента:

• Фаска: Выразанне кута на вугле цыліндра.
• Адрэзка: Інструмент падаецца радыяльна ў нарыхтоўку, каб адрэзаць канец дэталі.
• Нарэзка рэзьбы: Інструмент падаецца ўздоўж і па вонкавай або ўнутранай паверхні дэталяў для атрымання знешняй ці ўнутранай разьбы.
• Свідраванне: рэжучая кромка інструмента падаецца лінейна і паралельна восі кручэння, каб стварыць круглую адтуліну.
• : выкарыстоўвае інструмент для атрымання шурпатай фактуры паверхні на нарыхтоўцы. Часта выкарыстоўваецца, каб дазволіць узяцца рукой за металічную дэталь.

Сучасныя камп’ютарныя станкі з лічбавым кіраваннем (ЛПК) і апрацоўчыя цэнтры могуць выконваць другасныя аперацыі, такія як фрэзераванне, з выкарыстаннем прывадных інструментаў. Калі выкарыстоўваюцца прывадныя інструменты, нарыхтоўка перастае круціцца, і прывад выконвае аперацыю апрацоўкі з дапамогай паваротнага рэжучага інструмента.

Амаль усе тыпы металу можна тачыць, хаця для больш цвёрдых нарыхтовак патрабуецца больш часу і спецыяльных рэжучых інструментаў.

Разьба нітак

Тры розныя тыпы і памеры метчыкаў.

Існуе мноства працэсаў разьбы, у тым ліку: нарэзка разьбы метчыкам альбо плашчакам, фрэзераванне разьбы, аднаточкавая нарэзка разьбы, пракатка нітак, халодная пракатка і шліфаванне нітак. Метчык выкарыстоўваецца для нарэзкі разьбы на ўнутранай паверхні папярэдне прасвідраванай адтуліны. Плашчак праразае вонкавую разьбу на папярэдне сфармаваным цыліндрычным стрыжні.

Шліфаванне

Плоскашліфавальны станок

Шліфаванне выкарыстоўвае абразіўны працэс для выдалення матэрыялу з нарыхтоўкі. Шліфавальны станок — станок, які выкарыстоўваецца для канчатковай апрацоўкі, лёгкіх рэзаў альбо высокадакладных формаў з выкарыстаннем абразіўнага кола ў якасці рэзнай прылады. Гэта кола можа складацца з розных памераў і відаў камянёў, алмазаў або неарганічных матэрыялаў.

Самая простая шліфавальная машына — гэта ручная шліфавальная машына альбо ручная балгарка для зняцця задзірын дэталяў або рэзкі металу.

Шліфавальныя колы павінны быць вельмі цвёрдымі, каб вырабіць неабходнае аздабленне. Шліфавальныя машыны выкарыстоўваюцца для вырабу шкляных вагаў для пазіцыянавання восі ў ЛПК. Агульнае правіла: машыны, якія выкарыстоўваюцца для вытворчасці вагаў, у 10 разоў дакладнейшыя, чым машыны, для якіх вырабляюцца дэталі.

У мінулым шліфавальныя машыны выкарыстоўваліся часцей для аздаблення з-за абмежаванняў аснасткі іншых прылад. Сучасныя шліфавальныя кругавыя матэрыялы і выкарыстанне прамысловых алмазаў альбо іншых штучных пакрыццяў (кубічны нітрыд бору) на формах колаў дазволілі шліфавальным машынам дасягнуць выдатных вынікаў у хуткасці і дакладнасці.

Стачванне

Напільнік уяўляе сабой абразіўную паверхню, падобную гэтай, якая дазваляе працоўным выдаляць невялікую, недакладную колькасць металу.

Стачванне ўяўляе сабой камбінацыю шліфавання і рэзкі з дапамогай напільніка. Да распрацоўкі сучаснага апрацоўчага абсталявання ён забяспечваў адносна дакладныя сродкі для вытворчасці дробных дэталяў, асабліва з плоскімі паверхнямі. Умелае выкарыстанне напільніка дазволяла працаваць з дакладнымі допускамі і з’яўлялася візітнай карткай рамяства. Напільнікі адрозніваюцца па форме, грубасці і нарэзцы зубцоў аднога альбо двайнога накірунку. Сёння стачванне рэдка выкарыстоўваецца ў якасці вытворчай тэхнікі ў прамысловасці, але застаецца распаўсюджаным метадам зняцця задзіркі.

Іншае

Працягванне — гэта аперацыя наразання шпонкі на вале. Электронна-прамянёвая апрацоўка (ЭПА) — гэта працэс апрацоўкі, пры якім высокахуткасныя электроны накіроўваюцца ў напрамку на выраб, ствараючы цяпло і выпараючы матэрыял. Ультрагукавая апрацоўка выкарыстоўвае ультрагукавыя вібрацыі для апрацоўкі вельмі цвёрдых і далікатных матэрыялаў.

Працэсы далучэння

Дуговая зварка ў ахоўных газах

Зварка

Зварка — гэта працэс вырабу, які злучае матэрыялы, звычайна металы альбо тэрмапластык, выклікаючы . Гэта часта робіцца расплаўленнем нарыхтовак і даданнем запаўняльніка для фарміравання колькасці расплаўленага матэрыялу, якая застывае і становіцца трывалым злучэннем. Часам для вырабу зваркі выкарыстоўваецца ціск у спалучэнні з цяплом, альбо сам па сабе.

Для зваркі можна выкарыстоўваць мноства розных крыніц энергіі, у тым ліку газавае полымя, электрычную дугу, лазер, электронны прамень, трэнне і ультрагук. Прамысловы працэс зваркі можа ажыццяўляцца ў розных асяроддзях, уключаючы адкрытае паветра, пад вадой і ў космасе. Незалежна ад месцазнаходжання, зварка застаецца небяспечнай, і неабходна выконваць меры перасцярогі, каб пазбегнуць апёкаў, паражэння электрычным токам, атрутных пароў і празмернага ўздзеяння ультрафіялету.

Пайка

Пайка — гэта працэс злучэння, пры якім напаўняльнік расплаўляецца і ўцягваецца ў капіляр, утвораны ў выніку зборкі дзвюх і больш нарыхтовак. Напаўняльнік металургічна ўступае ў рэакцыю з нарыхтоўкамі і застывае ў капіляры, утвараючы трывалае злучэнне. У адрозненне ад зваркі, нарыхтоўка не расплаўляецца. Пайка падзяляецца на

Высокатэмпературная пайка меддэю

— высокатэмпературную (ад 450 °C медзь, цынк, срэбра) — робіцца для трывалага механічнага, электрычнага і цеплавога кантакту паверхняў

Звычайная пайка волавам друкаванай платы.

— звычайную (ніжэй за 450 °C, волава, свінец, галій, вісмут і інш.) З-за гэтай больш нізкай тэмпературы і розных сплаваў, якія выкарыстоўваюцца ў якасці напаўняльнікаў, металургічная рэакцыя паміж напаўняльнікам і нарыхтоўкай мінімальная, што прыводзіць да больш слабага злучэння, патрабуе флюсаў і добрай чысціні злучаемых паверхняў, і часцей за ўсё робіцца для электрычнага кантакту.

Пайка мае перавагу ў тым, што дадае менш цеплавых нагрузак, чым зварка. Паяныя вузлы, як правіла, больш пластычныя, чым вузлы са зваранымі швамі, паколькі легіруючыя элементы не могуць выдзяляцца і выпадаць у асадак.

Метады пайкі ўключаюць паянне полымем, кантактную пайку, пайку ў печы, дыфузійную пайку, індуктыўную і вакуумную пайку.

Кляпанне

Кляпанне — адзін з самых старажытных працэсаў злучэння металаканструкцый.  Яго выкарыстанне прыкметна скарацілася ў другой палове XX стагоддзя,  але ён па-ранейшаму захоўвае важнае прымяненне ў прамысловасці і будаўніцтве, а таксама ў рамёствах, такіх як ювелірныя вырабы, сярэднявечная зброя і ў пачатку XXI стагоддзя. Ранейшае шырокае выкарыстанне клёпак звузілася з ўдасканаленнем метадаў зваркі і вырабу дэталяў.

Клёпка — гэта, па сутнасці, двухгаловы болт без разьбы, які ўтрымлівае два кавалкі металу разам. Праз два кавалкі металу, якія трэба злучыць, прасвідраваны або прабіты адтуліны. Выраўноўваючы кавалкі, праз адтуліны прапускаецца клёпка, і на канцы клёпкі фармуюцца пастаянныя галоўкі пры дапамозе малаткоў і формаў (халоднай, альбо гарачай апрацоўкай). Клёпкі звычайна набываюць з адной ужо сфармаванай галоўкай.

Калі неабходна зняць заклёпкі, стамескай састрыгаюць адну з галовак заклёпкі. Затым клёпку выбіваюць малатком і пуансонам.

Звязаныя працэсы

Хоць наступныя працэсы не з’яўляюцца асноўнымі металаапрацоўчымі працэсамі, яны часта выконваюцца да або пасля асноўных металаапрацоўчых працэсаў.

Тэрмічная апрацоўка

Металы могуць падвяргацца тэрмічнай апрацоўцы, каб змяніць ўласцівасці трываласці, пластычнасці, цвёрдасці або ўстойлівасці да карозіі. Працэсы апрацоўкі цяплом уключаюць адпал, і загартоўку. Працэс адпалу змякчае метал, дазваляючы адпусціць напругу пасля халоднай апрацоўцы і павялічыць памер зерня. Састарэнне металу можа быць выкарыстана для легаваных сталей або ў састараемых сплавах для захопу атамаў растворанага рэчыва. Загартоўка прыводзіць да таго, што раствораныя легіруючыя элементы выпадаюць у асадак, і ў выпадку гартаваных сталей паляпшае ударную трываласць і пластычныя ўласцівасці.

Часта механічная і тэрмічная апрацоўка спалучаюцца ў так званай тэрмамеханічнай апрацоўцы для паляпшэння ўласцівасцей і больш эфектыўнай апрацоўкі матэрыялаў. Гэтыя працэсы характэрныя для высокалегіраваных спецыяльных сталей, суперсплаваў і тытанавых сплаваў.

Пакрыццё

Гальваніка — распаўсюджаная методыка апрацоўкі паверхні. Яна ўключае ў сябе далучэнне тонкага пласта іншага металу, такога як золата, срэбра, хром або цынк, шляхам гідролізу. Такое пакрыццё выкарыстоўваецца для памяншэння карозіі, стварэння ўстойлівасці да сцірання, і паляпшэння эстэтычнага выгляду прадукту. Пакрыццё можа нават змяніць ўласцівасці зыходнай дэталі, уключаючы праводнасць, цеплааддачу або цэласнасць канструкцыі. Для забеспячэння належнага пакрыцця і эканамічнай эфектыўнасці прадукту існуе чатыры асноўныя метады гальванічнага пакрыцця: масавае пакрыццё (у бочках), пакрыццё на стойцы, бесперапыннае пакрыццё, і пакрыццё на аўтаматычный лініі.

Тэрмальнае напыленне

Тэхніка тэрмальнага напылення — яшчэ адзін папулярны варыянт аздаблення, які часта мае лепшыя высокатэмпературныя ўласцівасці, чым гальванічныя пакрыцці, дзякуючы больш тоўстаму пакрыццю. Чатыры асноўныя працэсы цеплавога распылення ўключаюць электрычны дугавы распыляльнік, ацэтыленавы палымяны аэразоль, плазменны аэразоль і высокахуткасны аэразоль гарэння (HVOF).

Гл. таксама

Заўвагі

1. Metal sculptures http://www.janetgoldner.com
2. Steampunk Metal Sculptures (нявызн.)(недаступная спасылка). Архівавана з першакрыніцы 7 ліпеня 2015. Праверана 12 студзеня 2021.
3. Hesse, Rayner, W. (2007). Jewelrymaking through History: an Encyclopedia. Greenwood Publishing Group. p. 56. ISBN 0-313-33507-9.
4. Emory Dean Keoke; Kay Marie Porterfield (2002). Encyclopedia of American Indian Contributions to the World: 15,000 Years of Inventions and Innovations. Infobase Publishing. pp. 14–. ISBN 978-1-4381-0990-9. Праверана 8 July 2012.
5. Asimov, Isaac: «The Solar System and Back», pp. 151 ff. Doubleday and Company, Inc. 1969.
6. Percy Knauth et al. «The Emergence of Man, The Metalsmiths», pp. 10-11 ff. Time-Life Books, 1974.
7. Possehl, Gregory L. (1996). Mehrgarh in Oxford Companion to Archaeology, Brian Fagan (Ed.). Oxford University Press. ISBN 0-19-507618-4
8. Mechanics of metal cutting. Архівавана 14 мая 2019., mechanicalsite.com, retrieved 2019-14-05.
9. Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. (2003). Materials and Processes in Manufacturing (9th ed.). Wiley. p. 183. ISBN 0-471-65653-4.
10. CJWinter. Burnishing Rolls (нявызн.).
11. Creighton, John. "Top 7 Advantages of Progressive Die Metal Stamping Your Parts". Архівавана з арыгінала 8 студзеня 2018. Праверана 12 студзеня 2021.
12. Karbasian, H.; Tekkaya, A. E. (2010). "A review on hot stamping". Journal of Materials Processing Technology. 210 (15): 2103. :10.1016/j.jmatprotec.2010.07.019.
13. Schneider, George. Chapter 4: Turning Tools and Operations Архівавана 23 лістапада 2010., American Machinist, January 2010
14. Facts On Files: Including Helpful Tips And Proper Filing Techniques (нявызн.)(недаступная спасылка) (2 жніўня 2017). Архівавана з першакрыніцы 13 ліпеня 2017. Праверана 12 студзеня 2021.
15. News & Events : Plating & Electroplating (нявызн.)(недаступная спасылка). Архівавана з першакрыніцы 4 жніўня 2017. Праверана 12 студзеня 2021.

Спасылкі

• Шнайдэр, Георгій. «Раздзел 1: Рэжучыя матэрыялы інструментаў», Амерыканскі машыніст, кастрычнік 2009 г.
• Шнайдэр, Георгій. «Ужыванне рэжучых інструментаў: раздзел 2 Метады выдалення металу», Амерыканскі машыніст, лістапад 2009 г.
• Відэа пра металаапрацоўку апублікаваў Institut für den Wissenschaftlichen Film. Даступна на AV-партале Нямецкай нацыянальнай навукова-тэхнічнай бібліятэкі.
• Агляд гісторыі металаапрацоўкі