Из этого материала вы узнаете:
- В чем заключается подготовка к производству металлических конструкций и изделий
- 5 этапов производства металлических изделий
- Виды металлических изделий и способы производства
- 3 варианта производства нестандартных металлических изделий на заказ
- Контроль производства металлических изделий и заготовок
Производство металлических изделий – обширная сфера деятельности, охватывающая изготовление строительных конструкций, деталей для машиностроения, сельхозтехники и инвентаря, деталей и заготовок для бытовых нужд.
Производство металлоизделий и заготовок делится на определенные этапы, на каждом из которых применяется конкретный способ металлообработки. При изготовлении изделий на заказ, помимо стандартных этапов производства, необходимо учитывать время и нюансы согласования эскизов и чертежей. Подробнее обо всем читайте в нашем материале.
Подготовка к производству металлических конструкций и изделий
Наиболее востребованными на сегодняшний день конструкционными материалами являются металлы и их соединения. Из них делают детали машин, строительные элементы и т. п. Производство металлических изделий включает в себя как изготовление микроскопических элементов часовых механизмов, так и габаритных конструктивных элементов зданий и сооружений. Разные изделия производятся с использованием различных технологий, характеризующихся сложностью и высокой точностью.
Выпуску готовых металлических изделий предшествует проведение определенных технологических операций, придающих продукции необходимые характеристики.
Поставка сырья (металлопроката) для металлообрабатывающих предприятий осуществляется в виде разного рода полуфабрикатов:
- хрупкие сплавы (бронзу, чугун) поставляют массивными чушками;
- для других металлов возможны поставки в виде прутков, листов, болванок разного размера.
Для получения нужных деталей металлопрокат подвергают механической обработке. Готовая продукция должна соответствовать требованиям ГОСТа и других стандартов, поэтому при выполнении необходимых технологических процессов важно строгое соблюдение определенных правил. Их нарушение может стать причиной производства металлических изделий с внешними или внутренними дефектами.
5 этапов производства металлических изделий
Производство металлических изделий по чертежам состоит из нескольких стадий.
1. Формообразование
Первый этап производства заключается в придании будущим деталям определенной формы и размеров. Для формообразования используются литье, резка, ковка, штамповка, прессование, волочение, прокатка.
2. Обработка поверхности изделия
На следующем этапе металл подвергается механической обработке, цель которой заключается в придании изделиям нужных размеров, формы, качественных характеристик. Поверхность деталей обрабатывается различными способами, например, вручную с помощью напильника или автоматически с использованием металлорежущих станков (токарных, фрезерных, строгальных и т. д.).
При использовании в процессе производства станков деталь необходимо зафиксировать, а затем обработать с помощью режущего инструмента.
Обработка заключается в:
- точении (снятии стружки с поверхности детали);
- фрезеровании;
- сверлении;
- шлифовке.
При этом с поверхности заготовки удаляется специально оставленный припуск, облой, шлифуются шероховатости. Форма и габариты получаемых заготовок соответствуют чертежам. Размеры и количество микронеровностей, остающихся на поверхности деталей после механической обработки, свидетельствуют о чистоте проводимых технологических операций (точения, сверления, фрезеровки, шлифовки). Несмотря на микроскопические размеры, дефекты повышают вероятность и увеличивают скорость появления коррозионных изменений металла, выхода детали из строя.
3. Термическая обработка
Термообработка металлических заготовок осуществляется путем нагрева, выдержки и последующего охлаждения. При последовательном выполнении этих операций изменяется внутреннее строение и характеристики материала, снимается напряжение металла. Существует четыре способа термической обработки металлических заготовок:
- отжиг;
- нормализация;
- закаливание;
- отпуск.
4. Вторичная обработка поверхности
Для вторичной обработки поверхностей металлических изделий используют механические (шлифовку, полировку) или электрофизические и физико-химические методы. Дополнительные характеристики металлам придаются за счет воздействия на них электроэнергии, физических методов или химических реактивов.
Такая обработка позволяет удалять припуск (верхний слой металла), прилагая минимум усилий, благодаря чему повышаются точность и качество производства. Подобные технологии применимы при работе с металлами независимо от их прочности или вязкости, а также от сложности изделий и труднодоступности обрабатываемых частей деталей. После обработки на поверхности остается минимальный дефектный слой.
5. Соединение деталей
Детали соединяются друг с другом посредством пайки или сварки.
В процессе сварки неразъемные соединения формируются благодаря созданию прочных связей между атомами соединяемых элементов. При этом способе обработки плавится основной металл, из которого выполнена заготовка, и присадочный элемент.
Сварка металлических изделий выполняется путем:
- плавления;
- соединения заготовок под воздействием давления.
В процессе нагревания и последующего расплавления краев соединяемых деталей создаются новые молекулярно-атомные связи. В месте сваривания элементов образуется сварочная ванна, содержащая расплавленный металл, который, остывая, прочно скрепляет детали друг с другом. В большинстве случаев в ванну добавляют присадочный материал, задача которого заключается в заполнении имеющегося между заготовками зазора. Некоторые технологии позволяют сваривать детали без использования присадок.
Виды металлических изделий и способы их производства
Существуют следующие виды металлических изделий:
- легкие – из них собирают каркасы быстровозводимых строений;
- строительные – без них не обходится строительство любых объектов, они представлены разного рода колоннами, балками, опорами, прогонами, связями, перекрытиями;
- малые – используются для производства металлических декоративных элементов (балконных ограждений, лестниц, турникетов, опор для дорожных знаков, рекламных конструкций и т. п.);
- крупные металлоконструкции – используются при строительстве дорожных сооружений (опоры мостов, рельсы, тоннели и пр.);
- резервуарные – представлены нержавеющими баками, канистрами, ваннами, цистернами и т. п.;
- бытовые металлические изделия – эта категория состоит из стеллажей, шкафов, ящиков, кронштейнов и других креплений, каркасов, подставок;
- нестандартные – их производство осуществляется из профиля или листового металла на основании индивидуальных чертежей заказчика.
Порошковое напыление продлевает срок службы изделий из алюминия, повышая устойчивость к коррозии, негативному воздействию прямых солнечных лучей, атмосферных осадков.
Производство строительных и других металлических изделий осуществляется с использованием таких технологий металлообработки, как:
- высокоточная лазерная резка, в процессе которой металл разрезается под воздействием узконаправленного лазерного луча высокой мощности, образуя срез с идеально ровными кромками;
- автоматизированная гибка – она позволяет придать заготовкам нужную форму в соответствии с заданными параметрами;
- механизированная рубка – первичная обработка металла посредством гильотины, оснащенной мощными ножами;
- сварка, позволяющая соединять металлические заготовки любой формы и размера и получать в результате высокопрочные изделия с полностью герметичными швами;
- токарная металлообработка в соответствии с чертежами, которая используется при изготовлении тел вращения (изделий с коническими, цилиндрическими, торцевыми и рельефными поверхностями).
На поверхность готовых деталей и конструкций наносится полимерное покрытие нужного оттенка по шкале RAL, обладающее антикоррозионными свойствами. В качестве такого материала используются порошковые краски, в составе которых присутствует цинкосодержащий грунт.
Нанесение покрытия состоит из трех этапов:
- подготовка к покраске или грунтовке;
- нанесение защитной краски в специально предназначенной камере напыления;
- оплавление или полимеризация.
Красящий порошок покрывает поверхность металлических изделий ровной и прочной пленкой, затвердевающей после охлаждения и повышающей качественные характеристики готовой продукции.
Рекомендуем статьи по металлообработке
3 варианта производства нестандартных металлических изделий на заказ
При необходимости производства нестандартных металлических изделий можно выбрать один из следующих вариантов:
- Услуги частного сварщика (в этом случае следует быть готовым к отсутствию гарантий качества готовой продукции, а также к возможным отступлениям от проектной документации в процессе производства).
- Обращение на завод, занимающийся серийным производством металлоизделий (несмотря на наличие у производителя необходимого оборудования и специалистов, способных качественно выполнить работу на заказ, штучное производство экономически невыгодно для завода, следовательно, стоимость индивидуального заказа будет более высокой).
- Заказ в специализированной компании, занимающейся производством металлических изделий для сельского хозяйства и не только по индивидуальным чертежам заказчика.
Для готовых деталей важно соответствие не только чертежам клиента и проектной документации, но и ГОСТам, а также стандартам многоступенчатой проверки ISO 9001:2001.
В каждом конкретном случае стоимость изготовления деталей по чертежам рассчитывается индивидуально.
Востребованность этой услуги обусловлена рядом факторов:
- индивидуальным расчетом стоимости, позволяющим обращаться к производителю компаниям с небольшим бюджетом;
- комплексным подходом;
- выбором наиболее подходящего оборудования, способного справиться с поставленной заказчиком задачей, своевременно и качественно выполнив необходимые операции, предусмотренные технологической документацией.
Посредством современного оборудования производятся высококачественные, прочные и долговечные металлоизделия любой сложности, включая сварные балки, ограждения, лестницы, колонны, перила, башни, стеллажи, вышки, консоли, различные емкости.
Обязанность по предоставлению технологической документации возлагается на заказчика, однако при ее отсутствии производством расчетов и выполнением чертежей занимаются сотрудники металлообрабатывающего предприятия.
Следует заблаговременно поинтересоваться тем, предоставляется подобная услуга при производстве металлических изделий или нет.
Особенности изготовления металлических изделий на современном оборудовании:
- полностью автоматизированные станки для производства металлических изделий, что практически полностью исключает вмешательство человека и сводит к минимуму производственный брак;
- высокая точность обработки готовых деталей, которые могут использоваться сразу, без дальнейшей доработки;
- многоступенчатый контроль качества производства;
- возможность создания деталей любой конфигурации.
Изготовление изделий из металла по индивидуальным чертежам происходит в несколько этапов:
- актуализация представленных заказчиком чертежей либо разработка специалистами компании новой технологической документации;
- оценка производственных мощностей, выбор наиболее подходящего оборудования, способного эффективно справиться с поставленной задачей;
- детальная разработка технологии производства;
- составление сметы;
- производство деталей;
- доставка готовой продукции заказчику.
Читайте также: Сварочные работы в помещении: разбираем нормы ТБ
Контроль производства металлических изделий и заготовок
Чтобы проверить качество металлоизделий, используются современные методики неразрушающего контроля. Они помогают выявить скрытые дефекты (например, наличие внутренних раковин, некачественных сварных швов, неоднородного состава металла и пр.). Однако ряд недостатков не может быть установлен даже при использовании лучших методик скрытого контроля качества готовых изделий.
Таким дефектами являются остаточные внутренние напряжения, которые появляются в процессе первичной обработки или формообразования и должны сниматься термической обработкой изделий. При нарушениях параметров температурной обработки (температурного режима, скорости увеличения температуры, времени выдержки заготовки при нужной температуре, скорости охлаждения) возникают высокие внутренние напряжения металла. Такой дефект может стать причиной разрушения деталей во время использования.
При подготовке заготовок возможно выявление дефектов, обусловленных несоответствием металла требованиям ГОСТа, нарушениями, допускаемыми при очистке емкостей, которые используются для изготовления сплавов.
На этапе формообразования причиной появления дефектов могут стать изношенные формы. В этом случае возможны как производство металлических деталей с несоответствующими размерами, так и неправильной конфигурации.
Механическая обработка также может привести к возникновению дефектов из-за нарушений технологии изготовления, слишком длительной обработки, использования низкокачественных инструментов или оборудования. В связи с этим каждый из этапов производства нуждается в жестком контроле качества изготавливаемых деталей.
