Rodzaje obróbki metali

Elementy wykonane z metalu znajdują zastosowanie w licznych aplikacjach – branży budowlanej, przemyśle motoryzacyjnym, produkcji maszyn i urządzeń. Przygotowanie komponentu metalowego do zastosowania wymaga nadania mu odpowiedniego kształtu i rozmiaru. Nierzadko ważny jest również sposób wykończenia powierzchni. Służą temu procesy obróbcze. Jakie rodzaje obróbki metali wyróżniamy? Na czym polegają poszczególne procesy?

Obróbka metali

Obróbka metali to grupa procesów, w wyniku zastosowania których następuje zmiana parametrów metali. Zmianie ulegają: kształt, właściwości fizyczne i chemiczne, wymiary poszczególnych elementów. Celem obróbki metali jest przygotowanie elementów do praktycznego wykorzystania, które wymaga zastosowania komponentów o precyzyjnie określonych parametrach.

Podstawowe rodzaje to:

• obróbka mechaniczna,
• obróbka skrawaniem,
• obróbka plastyczna,
• obróbka chemiczna,
• obróbka cieplna,
• obróbka cieplno-chemiczna.

Charakterystyka obróbki mechanicznej

Obróbka mechaniczna metali to pojęcie, które odnosi się do wszystkich procesów wpływających na zmianę wymiarów zewnętrznych, kształtu, chropowatości czy innych właściwości materiału. Zmiana w procesach obróbki mechanicznej jest wynikiem zastosowania procesów fizycznych oddzielających fragmenty metalu lub wywierania nacisku mechanicznego.

Obróbka mechaniczna metali dzieli się na obróbkę skrawaniem (frezowanie CNC, toczenie, szlifowanie i inne) i obróbkę plastyczną (kucie, tłoczenie, walcowanie, gięcie i inne). W obu przypadkach uzyskanie oczekiwanej struktury i geometrii przedmiotu wiąże się z koniecznością zastosowania odpowiednich maszyn i urządzeń.

Obróbka skrawaniem

Głównym celem obróbki skrawaniem jest nadanie obrabianemu przedmiotowi określonej geometrii poprzez pozbycie się naddatku materiału. Narzędzia skrawające usuwają zbędny materiał i pozwalają uzyskać pożądany kształt, wymiar oraz chropowatość powierzchni.

Proces obróbki skrawaniem dzieli się  na kilka etapów. Z etapu na etap zmienia się jakość uzyskiwanego produktu. Pierwszym jest obróbka zgrubna, która pozwala nadać wstępny kształt i rozmiar przedmiotu. Kolejnym obróbka dokładna, dzięki której otrzymuje się parametry bliskie oczekiwaniom. Proces zamyka obróbka wykańczająca, która pozwala nadać jakość zgodną z wymaganiami technicznymi dla danego zastosowania.

Każdy etap obróbki skrawaniem wymaga zastosowania określonych narzędzi i precyzyjnego ustawienia parametrów obrabiarki.

W ramach obróbki skrawaniem wyróżnia się:

• obróbkę wiórową: frezowanie, toczenie, wytaczanie, wiercenie, rozwiercanie, dłutowanie,
• obróbkę ścierną: szlifowanie, gładzenie, polerowanie.

Obróbka plastyczna

Obróbka plastyczna to procesy, które pozwalają na kształtowanie metali, zmianę ich właściwości fizykochemicznych, struktury czy gładkości powierzchni. Pożądane efekty uzyskuje się w tym przypadku za sprawą odkształceń plastycznych. Obróbka plastyczna może być wykonywana na zimno lub na gorąco.

Podstawowe rodzaje obróbki plastycznej to:

Kucie to rodzaj obróbki polegający na wywołaniu trwałych odkształceń metalu. Odkształcenia wywołuje się poprzez wywieranie nacisku/uderzanie narzędziem w materiał. Zastosowanie matryc lub bijaków pozwala na złożone kształtowanie przedmiotu obrabianego. Materiał może płynąć zarówno w kierunku równoległym, jak i prostopadłym do kierunku ruchu narzędzi.

• kucie

• walcowanie

Walcowanie to popularny rodzaj obróbki metali, który nie wpływa na zmianę właściwości opracowywanego elementu. Wszystkie parametry techniczne walcowanego elementu pozostają bez zmian. Zmianie ulega wyłącznie kształt materiału.

• toczenie

Toczenie to ogólna nazwa złożonych procesów technologicznych, których celem jest takie oddziaływanie na obrabiany przedmiot, aby rozdzielić lub połączyć materiał albo uzyskać określony kształt przy jednoczesnym zachowaniu pierwotnej grubości.

• ciągnienie

Ciągnieniu poddaje się przede wszystkim pręty, druty oraz rury. Proces polega na zmianie kształtu lub pola przekroju poprzecznego wsadu (obrabianego materiału). Odkształcenie powstaje w wyniku przeciągnięcia przedmiotu obrabianego przez otwór narzędzia o mniejszym polu przekroju. W efekcie proces ciągnienia pozwala uzyskać np. drut o mniejszej średnicy i większej długości niż wsad.