Особенности механической обработки крупногабаритных изделий из металла

Одним из важных и наиболее сложных видов металлообработки является изготовление крупногабаритных деталей. Большие размеры заготовки создают трудности в проведении точения, фрезерования, шлифовки и других операций. В статье ответим на вопрос, какие способы обработки металла применяют в производстве крупных изделий и в чем их специфика.

Поскольку заготовки отличаются внушительными размерами, к процессу создания деталей предъявляют ряд требований:

• квалификация мастера — специалист имеет опыт работы с крупными образцами, умело настраивает оборудование и знает тонкости производства;
  
• использование достаточного числа фиксирующих элементов — деталь прочно фиксируют, чтобы исключить ее соскальзывание или выпадение;
  
• ограничение скорости вращения заготовки — большое число оборотов может привести к образованию дефектов, поскольку изделие большого веса сильнее ударяется о перегородки станка.
  

Стоит помнить и о скорости обработки, которая должна быть пропорциональна темпам вращения детали. К примеру, число оборотов патрона, на котором она закреплена, растет, если резак приближается к ее центру, и наоборот.

Процесс производства больших изделий аналогичен изготовлению малых — в работе проводят такие операции, как:

• точение — резцом придают нужную форму заготовке, установленной на вращающемся механизме;
  
• сверление — проделывают отверстия нужного диаметра в закрепленной детали;
  
• строгание — снимают лишние слои металла инструментом, который движется по одной оси вперед-назад;
  
• фрезерование — обрабатывают изделие, подаваемое в нужных направлениях, с помощью специального крутящегося инструмента — фрезы.
  

К механическому воздействию относят и шлифовку, растачивание, зенковку и другие операции.
В обработке крупногабаритных заготовок применяют множество типов оборудования, например, токарное, фрезеровальное или шлифовальное. Однако наиболее удобным в работе является расточной станок, который может выполнять сразу несколько функций.

Оборудование помогает мастеру решать сразу несколько задач:

• обточить внутренние и внешние поверхности заготовки;
  
• провести торцевую и цилиндрическую фрезеровку;
  
• сделать резьбу;
  
• просверлить отверстия, осуществить их зенкование и развертывание.
  

Основным элементом расточного станка является шпиндель. Он приводит в движение закрепленный инструмент — резец, фрезу, зенкер, развертку или сверло. Также позволяет обработать деталь под нужным углом, что обеспечивает ее точное соответствие рабочим чертежам.
Оборудование используют в крупносерийном производстве, а также для изготовления малых партий продукции.

Их классифицируют по двум базовым параметрам:

• направлению подачи инструмента — горизонтальному и вертикальному;
  
• способу управления — ручному, с помощью ЧПУ или комбинированному.
  

Также станки разнятся линейными размерами обрабатываемой заготовки, точностью работы и мощностью электродвигателя.
Более подробно рассмотрим типы техники по направлению подачи инструмента.

Крупногабаритные детали обрабатывают на станках трех типов:

• горизонтально-расточных,
  
• координатно-расточных,
  
• алмазно-расточных.
  

Шпиндель первых расположен горизонтально. Они напоминают обычное токарно-винторезное оборудование, однако имеют особенности:

• вместо задней бабки использован подвижный люнет, который обеспечивает движение заготовки совместно с резцом;
  
• планшайба, установленная на шпинделе, может перемещать инструмент по оси вращения детали;
  
• изделие можно разместить на специальном столе.
  

Горизонтально-расточное оборудование применяют для изготовления больших партий продукции.
Координатно-расточный тип имеет вертикальный шпиндель и отличается высокой точностью благодаря механизмам расчета координат, по которым движется инструмент.
Помимо расточки, фрезерования, сверления и зенковки, на вертикальном оборудовании можно выполнять и разметку.
Такие характеристики горизонтально-расточных станков позволяют использовать их для изготовления деталей по индивидуальным заказам.
Алмазно-расточной тип применяют для финишной обработки: он отличается не только точностью, но и высокой чистотой поверхности.

Изготовление крупногабаритных изделий связано с риском получить травму, поэтому необходимо соблюдать правила безопасности.
К процессу обработки металла допускаются мастера, которые:

• имеют достаточный уровень квалификации;
  
• регулярно проходят медицинское обследование и получают заключение годности к работе;
  
• используют оборудование согласно инструкции и основным правилам охраны труда;
  
• знают, как оказывать первую помощь пострадавшему;
  
• одеты в соответствии с требованиями производства.
  

Мастер работает в условиях достаточной освещенности естественным и искусственным светом. Он поддерживает порядок на рабочем месте — своевременно убирает металлическую стружку и прочий мусор.
Детали станка, представляющие опасность, красят в яркий цвет или закрывают специальными экранами. Если такая возможность не предусмотрена, используют очки или защитные щитки.
Также проверяют исправность оборудования — нет ли повреждений измерительного, режущего и крепежного инструментов, нет ли неполадок в двигателе. В случае обнаружения проблемы сообщают руководству и ремонтируют станок самостоятельно либо с привлечением коллег.
Если все в порядке, мастер приступает к работе — следит, чтобы заготовка и резец были надежно закреплены, убирает образовавшуюся стружку и применяет дополнительный упор, когда обрабатывает изделие большой длины.
По завершении процесса он отключает электропривод, смазывает трущиеся элементы станка, наводит порядок на рабочем месте и аккуратно складывает получившиеся изделия в коробки.