ТехИнфо

Технологическая   информация

Направления развития металлообработки


Основными тенденциями развития металлобработки в мире являются:

  • повышение гибкости и универсальности металлообрабатывающего оборудования, концентрация в одном виде оборудования все большего числа разнородных технологических операций;
  • повышение производительности и одновременное повышение качества обрабатываемых деталей;
  • увеличение в общем объеме металлообработки доли методов обработки альтернативных резанию: прогрессивных методов пластического деформирования и литья, методов послойного синтеза, лазерных и электронно-ионно-плазменных технологий;
  • углубление специализации производства комплектующих изделий;
  • повышение уровня экологической безопасности оборудования для человека и окружающей среды, стремление к безотходным технологиям и максимальному использованию вторичных ресурсов.
  • Важной тенденцией развития обработки металлов резанием является все более широкое применение высоких скоростей резания и подач. За последние 15 лет частоты вращения шпинделей и скорости подач, характерные для современных станков, возросли в десять и более раз. В результаты открылись принципиально новые технологические возможности:

  • скорости быстрых перемещений в обрабатывающих центрах достигли 100 м/мин, а средние значения ускорений увеличились до 2,5g, что позволило существенно повысить производительность обработки;
  • возможность обработки тонкостенных и не жестко закрепленных деталей вследствие снижения сил резания;
  • уменьшение температурного воздействия на деталь в результате отвода большей части (до 75%) тепла со стружкой, что повышает качество и точность;
  • уменьшение шероховатости обработанной поверхности позволяет в ряде случаев заменять абразивную обработку обработкой лезвийным инструментом.
  • Высокоскоростная металлообработка применяется в первую очередь для обработки штампов и пресс-форм, а в аэрокосмической промышленности для обработки алюминиевых сплавов.

    Внедрение высокоскоростного резания обусловлено производством и применением инструмента из специальных твердых сплавов, керамики, синтетических сверхтвердых материалов, композиционных материалов, инструментов с многофункциональными покрытиями, позволяющих достигать при обработке различных материалов повышения скоростей резания в 2-5 раз. Особые требования при высоких скоростях вращения инструмента, характерных для высокоскоростного резания, предъявляются к инструментальной оснастке, призванной обеспечить надежное крепление инструмента в процессе его работы.

    Продолжают развиваться станки для сверхточной обработки (станки для нанотехнологий) с погрешностью формы измеряемой в нанометрах. наибольшее внимание в области научных исследований уделяется именно этому направлению (от методов обработки до систем коррекции и адаптации, контроля точности, обеспечения требуемых параметров окружающей среды и др.).

    В данное время усиленными темпами расширяется рынок нетрадиционных технологий, особенно для деталей сложной формы и из труднообрабатываемых материалов (электроэрозия, ультразвук, лазерная обработка, водоабразивная и др.)

    Условно множество разнообразных методов обработки можно разделить на две группы по применимости в машиностроении в настоящее время:

  • "традиционные" методы (электроэрозионная обработка, сварка, лазерная и плазменная резка и т.п.);
  • "нетрадиционные" методы, основанные на новых физических принципах, появившихся в недалеком прошлом, в том числе различные комбинации "традиционных" методов.
  • Различные "нетрадиционные" методы обработки, несмотря на весьма небольшую их долю в общем объеме трудозатрат современного машиностроительного производства, представляют собой область, в которой в промышленно развитых странах концентрируются большие интеллектуальные и инвестиционные ресурсы. Основой повышенного интереса является, в первую очередь, тот факт, что многие из них дают возможность изготовления уникальных изделий, которые трудно получить с помощью традиционных методов и которые могут служить залогом технологического первенства в информационных технологиях.

    Прослеживается стремление интеграции различных процессов в одном станке (резание - закалка, точение - шлифование - закалка, лазерные комплексы в сочетании с механической обработкой, комплексная обработка листа - рихтовка, гибка и т.п.).

    Повышается экологичность процессов обработки (твердое точение, обработка с минимумом СОЖ или с СОЖ активированной ультразвуком, снижение уровня шума, точение взамен шлифования).

    Сокращается черновая обработка металла вследствие изготовления более точных заготовок, использования новых процессов обработки для неметаллических материалов, использование размягчения плазмой, лазером при обработке труднообрабатываемых материалов и др.

    Следует ожидать существенных изменений в заготовительном производстве. Это вызвано тем, что, с одной стороны, неуклонно возрастает доля новых материалов (алюминия в автомобилях, композиционных материалов в авиационных двигателях и в деталях самолетов), с другой - заготовка становится все ближе к форме готовой детали.