Металлические конструкции окружают нас повсюду. Под этим термином объединяются все типы конструкций из металлов и разных сплавов. Чаще всего они применяются в строительстве, машиностроении. Впрочем, им есть место в искусстве и дизайне: например, Эйфелева башня или Шуховская телебашня в Москве – не что иное как металлоконструкция.
В строительстве металлоконструкции используются в качестве несущих элементов здания. В других сферах это: балки, опоры, заборы и ограждения, каркасы для железобетонных изделий, опоры линий электропередач и многое другое. В промышленности наиболее популярны сегодня металлоконструкции из стали или легких сплавов, например, на основе алюминия.
Конструкции из металла быстровозводимы, достаточно легки, но при этом, могут выдерживать огромную нагрузку. Специалисты отмечают простоту их хранения и транспортировки по сравнению с альтернативами (бетоном или камнем).
Любая металлоконструкция проходит путь от проектирования до финального теста. Проект конструкции должен создавать только грамотный специалист, ориентируясь на конкретный объект. Инженер должен рассчитать всю нагрузку, которую будет испытывать изделие, собрать информацию о том, в каких условиях оно будет использоваться и заложить эти расчеты в проект. Исходя из этих данных, подбирают материал для металлоконструкции, продумывают систему соединения деталей.
Специалисты должны тщательно отобрать сырье для изготовления металлоконструкции. Оно должно иметь определенную твердость или наоборот, пластичность. Учитываются и другие параметры: стойкость к коррозии, жаропрочность и т.д.
После изготовления металлоконструкции подвергаются обработке: их шлифуют, красят, обрабатывают специальными составами – все определяет назначение изделия. После этого конструкция отправляется на испытания.
Проводить испытания металлоконструкций может завод-изготовитель, а может и сторонняя фирма. Суть заключается в визуальном осмотре и тестировании на ударостойкость, способность выдерживать предельную нагрузку. Данные о результатах проверки заносятся в сертификат качества. Для любой металлоконструкции это самый важный документ. Использовать изделия без сертификатов качества опасно для здоровья и жизни.
Станки – самое популярное оборудование для обработки металла. С помощью этих машин можно придавать заготовкам форму, разрезать и сгибать металл, обрабатывать его поверхность.
Станки делят на группы, согласно их назначению. Так, например, существуют:
• фрезерные станки (нужны для прорезывания в заготовках различных отверстий или углублений);
• токарные станки (для обтачивания деталей, придания им формы, нарезания резьбы);
• плазменные, лазерные, гидроабразивные резаки (для вырезания из заготовок различных деталей по контуру);
• различные типы прессов (для разных видов обработки металлов давлением);
• гибочные станки (для сгибания металлических заготовок);
• шлифовальные станки (для обработки поверхности заготовок);
• сверлильные станки (для высверливания отверстий).
• зуборезные станки (для нарезания зубцов) и т.д.
Станок может выполнять только одну операцию, а может быть многопозиционным (так называют машины, которые «умеют» делать несколько типов работ). В частности, спросом пользуются токарно-фрезерные станки, фрезерно-сверлильные, токарно-шлифовальные. Многопозиционные станки всегда более эффективны, так как позволяют сэкономить пространство, рабочую силу и ускоряют производство.
Важная характеристика для станка – универсальность. Бывают машины, которые делают только один тип заготовки и только определенного размера. Универсальным же станкам под силу изготавливать разные по типу детали широкого размерного ряда.
Сам факт наличия на производстве или в домашнем хозяйстве станка не гарантирует, что все заготовки будут идеальными. У каждого станка есть точность. Существуют станки нормальной, высокой и прецизионной точности. Этот показатель влияет на стоимость оборудования и его класс.
Отличаются металлообрабатывающие машины и по степени автоматизации. Крупные производства оснащаются станками с числовым-программным управлением или полуавтоматическими, а на мелких предприятиях или в кустарном производстве до сих пор вполне успешно используются ручные станки.
Чтобы сделать правильный выбор, нужно сопоставить ряд факторов: какие функции должен выполнять станок, в каком режиме работать, должен ли он пригождаться для решения других задач, насколько важна точность, и кто будет им управлять. Грамотно подобранный агрегат быстро оправдает все вложения.
Гидроабразивная резка – альтернатива традиционным видам раскроя материалов в промышленности.
Сегодня эта технология активно развивается, хотя изобрели ее еще в середине XX века.
Суть процесса заключается в том, что металлический лист разрезается струей воды, которая смешана с абразивным материалом (обычно это гранатовый песок) и подается на заготовку с огромной скоростью – до 1000 метров в секунду. При такой силе воздействия частицы разрезаемого металла просто вымываются и уносятся водой, а абразив усиливает воздействие. Идею разработчики этой технологии взяли в природе – известно, что под воздействием воды на разных материалах со временем образуются эрозии. Современные аппараты просто ускоряют этот процесс в миллионы раз.
Гидроабразивная резка металла имеет множество преимуществ. Во-первых, рабочая часть установки (а именно — вода) не имеет износа. Это сокращает затраты на обслуживание оборудования.
Во-вторых, металл при работе не нагревается, как при лазерной или плазменной резке. Это позволяет получить ровные контуры детали без окалины и потери материала. Кроме того, легирующие элементы в составе сплавов не выгорают.
В-третьих, процесс пожаробезопасен, отсутствует вероятность взрыва. Гидроабразивная резка очень экологична.
Из недостатков этой технологии специалисты отмечают высокую стоимость абразива, который входит в состав струи. Кроме того, существует вероятность коррозии по краям срезов, поэтому они требуют специальной обработки.
Станок для гидроабразивной резки может быть ручным, а может быть оснащен ЧПУ. С его помощью можно обрабатывать материалы толщиной до 30 мм. Если нужно нарезать множество деталей из тонколистового металла, гидроабразивный станок справится со стопкой листов сразу. Это повышает производительность производства. Ширина струи, которую можно варьировать, позволяет делать разрезы с точностью до микрон.
Многие станки оснащены ванной с подъемным механизмом – деталь режется, будучи полностью погруженной в воду. Это позволяет минимизировать шум и распространение металлической пыли.
Во многих отраслях гидроабразивная резка – единственный способ раскроя материалов. Например, именно так режут керамику, композитные материалы. Этот способ отлично подходит для резки стекла и камня.
Токарно-фрезерные работы – основной тип операций по обработке металлов. Именно на токарных станках создается большинство деталей для механизмов: валы, шестерни, оси, звездочки, втулки, фитинги, крепежные детали. Эти работы востребованы во многих сферах: на транспорте, в машиностроении, в сельском хозяйстве, в военной отрасли.
Токарные работы – это придание заготовке формы. Металлическая болванка постоянно вращается, благодаря чему деталь обтачивается и принимает определенный вид. Фрезерование – это резка различных отверстий, снятие фасок и т.д. Под фрезой заготовка не вращается, а лежит неподвижно.
Токарно-фрезерная обработка металла производится на станках. Станки могут быть ручными, полуавтоматическими, автоматическими. Самые современные машины — станки с ЧПУ (числовым программным управлением). Они сводят к минимуму физическую работу человека. Оператор станка задает необходимые параметры и следит за работой агрегата. Для станков пишутся специальные программы, в которых можно создать чертеж будущей детали с высокой точностью, установить последовательность работ.
В зависимости от того, как оснащено предприятие, обработка металла может производиться на разных машинах, а может – на одной. Аппарат, который может выполнять оба вида обработки, называется токарно-фрезерным обрабатывающим центром. Это универсальное оборудование, которое тоже может быть ручным, полуавтоматическим или иметь ЧПУ. Машины с цифровым управлением, сегодня, конечно, намного популярнее. Однако для мелких производств станок-полуавтомат выгоднее с экономической точки зрения.
В зависимости от конфигурации обрабатывающий центр может иметь различный функционал:
• точение и фрезерование;
• контурное фрезерование;
• измерение деталей;
• нарезка зубцов;
• сверление;
• долбление;
• растачивание.
Токарно-фрезерные обрабатывающие центры исключают другие виды обработки: деталь выходит из станка полностью готовой.
Такой тип обработки одинаково хорошо подходит для черных, цветных металлов и различных сплавов, в том числе жаропрочных и титановых.
Оба типа установок – и плазменные, и лазерные – хороши по-своему. Чтобы понять, какой именно способ реки подойдет для конкретного производства, важно глубоко проанализировать задачи, исходные материалы и тот продукт, который в итоге нужно получить.
Считается, что лазер режет металл чище. То есть, если сравнить две одинаковые детали, врезанные плазменной и лазерной установкой, на образце из-под лазера срезы будут более гладкими, а в отверстиях и пазах будет намного меньше окалины. Таким образом, если на детали будут отверстия, которые видны снаружи, лучше делать их лазерной установкой.
Если же детали внутренние, и они достаточно просты на вид, лучше создавать их на плазме. Тем более, если толщина листа от 6 мм и более, плазменная установка справится намного быстрее, а энергии потратит меньше.
Лазерная резка хороша для мелких деталей и тех, где точность и гладкость срезов влияют на эксплуатацию изделия (например, зубчатое колесо или звездочка коленвала).
Плазменный пучок гораздо толще лазерного. Это нужно учитывать, если контуры резки очень близко расположены друг к другу. Чтобы тонкие стенки между разрезами не расплавились, нужно закладывать дополнительно пару миллиметров. У лазера это расстояние сокращается до половины миллиметра. Зубчики, прорезанные лазером, выглядят острыми и треугольными, тогда как у плазменного резака внутренние углы получаются скругленными – тоже из-за толщины режущего пучка.
Плазменный резак иногда делает отверстия конусными (то есть, диаметр отверстия на противоположном конце детали уменьшается) – так проявляется свойство плазменного пучка отклоняться при изменении направления резки. Впрочем, эта проблема нивелируется, если за резаком работает опытный мастер.
Важный фактор – стоимость установок. Лазерные резаки дороже плазменных. Стоимость увеличивается пропорционально толщине металла, который нужно разрезать. Энергопотребление установок изначально практически одинаково. Но если нужно резать много и быстро, потребности лазерной установки резко возрастают.
В целом для производства неспецифичной продукции из металла, особенно под сварку, экономически более выгодно приобрести плазменный резак. Однако в каждом случае целесообразность покупки должен оценивать специалист.
В настоящее время вы можете найти большое количество гибочных станков, которые могут справиться с самыми разными поставленными перед ними задачами. Часть из них автоматизирована, другая относится к категории ручных прессов. Поэтому только вы или мастер, который будет выполнять работу, сможет здесь решить, что именно выбрать, в зависимости от:
— толщины металла,
— типа заготовки (труба, балка, лист или арматура),
— сложности конструкции.
Думаем тут все понятно – если у вас изделие сложное, заготовка для него толстая и прочная, то тратить время и силы и сгибать все «вручную» не стоит. И, напротив, если заготовка простая, а металл тонкий, до достаточно будет воспользоваться ручным гибом.
Теперь скажем несколько слов про устройство гибочных прессов. По сути, и у ручных, и у автоматических станков оно похоже. Здесь есть прижимной механизм, он надежно фиксирует металлический лист в заготовке. Второй обязательный элемент конструкций – загибающий механизм, тут все понятно уже по названию, то есть направлено действие элемента именно на изменение формы заготовки. Примерно так.
По своему функционалу и особенностям работы гибочные станки (листогибы) бывают следующего вида:
— поворотные станки: используются для заготовок небольших размеров и несложной формы, сами станки оборудованы подвижными и неподвижными плитами и прижимными балками,
— стандартные станки: подойдут для тех, кто занимается выпуском больших партий однотипных изделий, в обязательном порядке данный пресс будет оборудован матрицей и пуансоном,
— ротационные станки: здесь заготовка фиксируется прижимами и пропускается через специальные валки; подходят такие прессы для работы с изделиями больших размеров и сложной геометрии, на рынке оборудования представлены в двух вариантах – стационарные и переносные, последние – меньше по размеру и дешевле по стоимости, поэтому если у вас небольшая мастерская, то выбрать вам лучше будет именно этот вариант.
Также подбирается оборудование и конкретно под типы обрабатываемых заготовок, к примеру, если вам нужно загнуть арматуру, то удобнее вам будет работать с одним типом станков (подойдут и ручные), если с трубами – то чаще всего использовать здесь приходится именно автоматизированные прессы.
Оглянитесь вокруг и обратите внимание, как много металлоконструкций и изделий из металла нас окружает. Бывают они сложной и простой формы, применяются в самых разных сферах и могут быть использованы практически везде.
Как это объяснить? Да очень просто! Все это обусловлено тем, что металл не только очень надежный, но и достаточно легко поддается обработке, благодаря своим естественным пластическим свойствам. Поэтому если вам, к примеру, необходима прочная и надежная, но сложная деталь для производства, допустим, автомобиля, то без качественного металла вам будет здесь никак не обойтись.
Если же начинать разговор о том, каким вообще бывает металл, то основная классификация будет выглядеть следующим образом:
— черный металл,
— цветной металл,
— сплавы.
И, естественно, что на производстве чаще всего будет использоваться именно черный металлопрокат. Факторов, способствующих этому, достаточно много, и один из них – ценовой.
Так чем же все-таки отличаются друг от друга цветные и черные металлы? Если говорить кратко, то разница эта состоит в сфере использования и в характеристиках материала. К примеру, черные металлы содержат железо. Отсюда их высокая прочность и надежность. Именно по этой причине используют черный металл для изготовления изделий и деталей, которые при эксплуатации будут выдерживать высокие нагрузки (например, железнодорожные рельсы) и планируются долго использоваться (тут можно взять хотя бы элементы конструкций многоэтажных домов).
Но есть у черных металлов и определенные минусы, самый главный из которых – подверженность коррозии. То есть если вы заказываете какую-то деталь или изделие из черного металла, обязательно обработайте его антикоррозийным средством.
Теперь цветные металлы. Если так можно сказать, то по сравнению с черными металлами, цветные более утоненные. В том плане, что их часто используют для требующей точности работы, например, для изготовления электрических деталей. Здесь, согласитесь, без точности и тонкости никуда. Также используются цветные металлы при самолетостроении, автомобилестроении и многих других отраслях промышленности. Выгодно отличает цветные металлы от черных – устойчивость к воздействию ржавчины.
Обрабатывать металл можно самыми разными способами, к примеру, резать его с помощью плазмы или газоплазмы и так далее. Эти варианты сегодня, стоит сказать, очень востребованы, так как дают хороший результат и стоят относительно недорого.
Также к распространенным способам работы с металлом можно отнести его гибку. Что это такое и как она осуществляется?
Процесс гибки осуществляется за счет естественной пластичности металлов. И производить ее можно двумя способами. Первый – это метод холодной деформации, хорошо подходит для листового металла. Второй – метод горячей прокатки. Это уже вариант для работы с такими формами, как трубы и балки.
То есть выглядеть это все будет так. При холодной прокатке заготовка не нагревается, здесь все основывается, как мы уже говорили, на естественной плавкости металла. А вот если говорить про горячую деформацию, то здесь заготовка для придания ей нужной формы в обязательном порядке будет нагреваться.
Альтернативой гибки можно назвать сварку, но финансово выгоднее получается, конечно же, первый вариант. Хотя и там, и там исходной заготовке вы сможете придать любую форму.
Обсудим теперь сам процесс работы. Происходить он будет следующим образом:
1. Клиенты обращаются в компанию, занимающуюся обработкой металла.
2. Для того, чтобы получить желаемый результат, предоставляют эскиз будущей детали.
3. Если эскиза нет, то клиенту нужно будет максимально точно описать свои требования или предложить для ознакомления специалистам аналогичное готовое изделие.
4. Сотрудники организации произведут расчет и осуществят гибку по необходимым размерам.
5. Вам останется только расплатиться и забрать деталь.
Обратить же ваше особое внимание здесь хотелось бы вот на какой момент. При выборе компании, которой вы хотели бы доверить работу, просто в обязательном порядке смотрите на оборудование. Так, современные гибочные прессы позволяют производить работу с минимальной погрешностью – примерно +/- 0,1 мм. Точность получается отличная! Да и формы с помощью гибки можно получить самые разные, так что способ получается выгодный!
Наряду с плазменной резкой для получения качественных и точных по размеру промышленных деталей активно используется сейчас и газоплазменная резка. О том, что это такое, как она работает и какие задачи позволяет решить – поговорим сегодня.
Так вот, для начала нужно будет вспомнить о том, как работает плазменная резка. Принцип ее работы основан на том, что на место, которое следует разрезать, направляется струя плазмы и путем воздействия высокой температуры металл начинает плавиться, благодаря чему деталь можно разрезать. И получается это все быстро, аккуратно и безопасно.
Если говорить о каких-то моментах более подробно, то здесь можно отметить высокие возможности резки. К примеру, есть определенный тип металлов, которые просто так, тем же газом, вы разрезать не сможете. А вот с помощью именно газоплазменного оборудования – запросто. К таким металлам можно отнести медь.
Что касается скорости работ, то газоплазменная резка – это процедура достаточно быстрая, поэтому, если вам нужно реализовать проект в сжатые сроки, то вы как раз можете выбрать такой тип резки.
Если останавливаться на вопросе о том, какое есть принципиальное отличие между плазменной и газоплазменной резкой, то тут нужно будет назвать, прежде всего, максимальную толщину металла, которую при каждом способе можно разрезать. Так, для плазменной резки обычно называют толщину в 50 мм, а вот для газоплазменной уже 150 мм. Ощущаете разницу?
Идем дальше и поговорим о таком вопросе, как безопасность процесса, ведь в плазменной резке применяется только лишь плазма, для газоплазменного варианта добавляется использование еще и газа. На сколько это, получается, опасно? Сказать можно тут вот как – если пользоваться оборудованием грамотно и соблюдать технику безопасности, то никаких проблем у вас не возникнет.
И в обязательном порядке вам о том, что для разного типа металлов нужно выбирать разные газы. Бывают они активными:
— кислород в чистом виде.
И неактивными:
— азот, аргон.
Что для какого металла подойдет? К примеру, азот обычно используется для работы с алюминием, медью, латунью, высоколегированной сталью. Аргон также подходит для меди и алюминия. Поэтому прежде чем услугу заказывать, изучите данный вопрос и уточните, а какой газ собираются использовать специалисты. Заодно узнаете, насколько высок уровень их профессионализма.
Изделия и конструкции из металла на сегодняшний день задействованы в промышленности и народном хозяйстве достаточно активно. Поэтому нет ничего странного в том, что такие услуги как резка и гибка металла пользуются большим спросом. И конкуренция в этой сфере растет день ото дня, что, соответственно, рождает сомнительные компании-однодневки и организации, которые делают дешево, но плохо.
Так что если вы задумались о заказе услуги, к примеру, такой как плазменная резка металла, то вам еще до обращения в компанию нужно самим четко представлять, что это за процесс, на чем он базируется и какие особенности у него можно выделить.
Так вот, начнем непосредственно с определения понятия. Суть плазменной резки металла состоит в увеличении нагрева места разреза, благодаря чему сам рабочий процесс ускоряется, а качество при этом совершенно не страдает. И что здесь очень нравится заказчикам – место среза остается чистым! То есть при резке образуется, естественно, грат, но его достаточно просто счистить.
Идем дальше. К плюсам плазменной резки можно отнести и возможность качественно работать с тонким металлом, то есть допустимая толщина резки составляет порядка нескольких миллиметров! Причем вырезать вы здесь можете даже изделия сложной формы – ограничений тут нет совершенно никаких, так что геометрическая, продольная или любая другая резка может быть осуществлена для вас именно плазменным способом.
Если отмечать какие-то именно рабочие моменты, то тут можно сказать о том, что плазменная резка – один из самых безопасных способов воздействия на металл. Но, несмотря на это, обязательно нужно следить за тем, чтобы работы выполнялись не новичками, особенно, если разрезать вам нужно какую-то сложную по форме деталь.
Что можно сказать в заключение? Понятное дело, что плазменная резка – способ работы с металлом очень хороший. Некоторые плюсы мы вам уже обозначили. Но, выбирая компанию, которой вы работы доверите, очень внимательно следите за тем:
— кто будет осуществлять резку,
— какое у компании оборудования,
— сколько времени организация специализируется именно на плазменной резке.
Иначе все преимущества процесса обернутся для вас в минусы, и качественного результата вы не получите.
