Обработка металлов на промышленном предприятии

Технологические процессы на металлообрабатывающих предприятиях проходят три стадии: получение заготовок, изготовление деталей, сборка изделий. Общая схема технологического процесса показана на рисунке ниже.

В качестве заготовок для деталей используют прокат, отливки из черных и цветных металлов, поковки.

С получением сортового проката различного профиля вы уже знакомы. В заготовительных цехахпрокат режут на заготовки определенного размера. Одни из них могут использоваться непосредственно для последующей обработки резанием, другие — в кузнечно-штамповочных цехах для получения поковок и штампованных заготовок (рис. справа). Широко распространена штамповка из листового металла (заготовки кузовов автомобилей, шайб, баков и т. д.).

Отливки (рис. слева) получают в литейных цехах путем заливки расплавленного металла в форму. Отлитые или отштампованные заготовки попадают в металлообрабатывающие цехи, где на токарных, фрезерных и других станках деталям придают заданные формы и размеры.

Обработка материалов резанием, с некоторыми разновидностями которой вы познакомились (точение, сверление, фрезерование, строгание и др.), неэкономична, так как сопровождается значительными отходами материалов в виде стружки. Кроме того, многие современные материалы, имеющие высокую твердость, трудно поддаются обработке резанием. Имеются также ограничения по точности обработки. Поэтому в машиностроении широко применяют электрохимические, электроэрозионные, электронно-лучевые и другие методы обработки. Такими методами обрабатывают детали из сверхтвердых, хрупких материалов, делают тончайшие отверстия (диаметром до тысячных долей миллиметра), придают деталям сложную форму, затачивают инструменты, упрочняют поверхность изделий. Во всех этих методах электрическую энергию используют непосредственно для осуществления технологических процессов.

Широко используется и метод порошковой металлургии(рис справа). По этой технологии можно за очень короткое время изготовить детали весьма точной формы и размеров.

Они либо совсем не нуждаются в последующей обработке, либо эта обработка минимальна. Суть технологии: металлический порошок засыпают в специальные машины, где он спрессовывается, а затем либо в самой машине, либо в специальных печах спекается путем обжига. При этом частички порошка тесно связываются между собой, что обеспечивает большую прочность заготовок. Методом порошковой металлургии можно получать заготовки из таких тугоплавких металлов, как молибден, вольфрам и др.

Совершенствуются в плане повышения производительности труда и традиционные методы обработки деталей резанием. Для изготовления большого количества одинаковых деталей применяют станки-полуавтоматы, автоматы и автоматические и роботизированные  линии. Поясним кратко их отличие друг от друга. Если в производственном процессе часть операций, например, закрепление заготовки, снятие со станка готовой детали, перемещение ее (от одного станка к другому и т. п.), производится рабочим вручную, а рабочие операции станок выполняет без участия человека, то это — станок – полуавтомат(рис. справа).

На станке-автомате(рис. слева) все операции (рабочие, вспомогательные, транспортные) выполняются без участия человека. Автоматическая линия включает в себя ряд взаимосвязанных станков-автоматов и других машин, с помощью которых выполняется весь процесс изготовления изделия (или его части).

Станки-автоматы применяют для изготовления отдельных деталей заданного размера. Если же требуются детали другого размера, то станок необходимо переналадить. Поэтому в станках-автоматах стали применять программное управление (станки с числовым программным управлением — ЧПУ). Чтобы перейти с одного режима обработки на другой или изменить параметры обрабатываемой детали, надо лишь сменить программу— «память» станка. После ввода новой программы устройство управления в соответствии с программой вырабатывает управляющие сигналы. Они поступают на органы управления станком(компьютер) и приводят в действие его механизм. Операторы станков с ЧПУ не управляют механизмами станков (это делает программа), а контролируют работу станков, переналаживают их (сменяют программы), устанавливают заготовки и снимают обработанные детали.

Следующий этап автоматизации производства связан с появлением гибких производственных систем — автоматизированных и роботизированных ячеек, отдельных производственных участков и целых роботизированных заводов. Такие системы открывают путь к автоматизированным предприятиям, в которых автоматизацией охвачены все производственные процессы, проектирование и технологическая подготовка производства.

С целью улучшения механических свойств, повышения эксплуатационной стойкости деталей их подвергают термической или химико-термической обработке. В ряде случаев эта обработка может осуществляться до обработки резанием.

Завершающая стадия технологического процесса — сборка изделий. Ее осуществляют в сборочных цехах предприятий. Она включает такие этапы, как подготовка деталей, предварительная сборка отдельных узлов, блоков, окончательная (общая) сборка, регулирование и отладка изделий. Сборка изделий может производиться на одном определенном рабочем месте, к которому доставляются все необходимые детали, или путем перемещения изделия от операции к операции с помощью конвейера, крана и т. п.

Ряд сборочных операций выполняют слесари-сборщики вручную при помощи слесарно-монтажных инструментов. Для механизации сборки применяют пневматические, электрифицированные инструменты, прессы и т. п.
Поточная сборка может быть автоматизирована при помощи сборочных автоматов, сборочных роботов и других машин.