Metallbearbeitung

Metallbearbeitung ist der Prozess der Gestaltung und Umgestaltung Metalle Um nützliche Objekte, Teile, Baugruppen und große Strukturen zu erstellen. Als Begriff deckt er eine breite und vielfältige Reihe von Prozessen, Fähigkeiten und Tools zur Herstellung von Objekten in jeder Skala ab: von riesigen Schiffe, Gebäude und Brücken bis zu präzise Motor Teile und zart Schmuck.

Die historischen Wurzeln der Metallbearbeitung waren vor der aufgezeichneten Geschichte; Seine Verwendung umfasst Kulturen, Zivilisationen und Jahrtausende. Es hat sich aus der Formung weicher Form entwickelt, einheimische Metalle wie Gold mit einfachen Handwerkzeugen durch die Schmelzen von Erzen und heiß Schmieden von härteren Metallen wie Eisen, bis zu hochtechnischen modernen Prozessen wie z. Bearbeitung und Schweißen. Es wurde als Branche, als Treiber des Handels, individuelle Hobbys und in der Schaffung von Kunst verwendet.^[1] Es kann sowohl als Wissenschaft als auch als Handwerk angesehen werden.

Moderne Metallbearbeitungsprozesse, obwohl vielfältig und spezialisiert, können in einen von drei breiten Bereichen eingeteilt werden, die als Forming, Schneiden oder Verbindungsverfahren bekannt sind. Moderne Metallbearbeitungsworkshops, typischerweise als bekannt als Maschinenladenhalten eine Vielzahl von spezialisierten oder allgemeinen Gebrauch Werkzeugmaschinen in der Lage, hochpräzise, ​​nützliche Produkte zu erstellen. Viele einfachere Metallbearbeitungstechniken, wie z. Schmiedekunstsind in den Industrieländern in großem Maßstab nicht mehr wirtschaftlich wettbewerbsfähig; Einige von ihnen werden in weniger entwickelten Ländern, für handwerkliche oder hobbyarbeit oder für historische Nachstellungen noch verwendet.

Vorgeschichte

Der älteste archäologische Beweis von Kupfer Bergbau Und die Arbeit war die Entdeckung eines Kupfers Anhänger im Norden Irak Ab 8.700 v. Chr.^[2] Der früheste begründete und datierte Beweis für die Metallbearbeitung in der Amerika war die Verarbeitung von Kupfer in Wisconsin, nahe Lake Michigan. Kupfer wurde gehämmert, bis es spröde und dann erhitzt wurde, damit es weiter bearbeitet werden konnte. In Amerika ist diese Technologie auf etwa 4000 bis 5000 v. Chr. Datiert.^[3] Der älteste Gold Artefakte in der Welt stammen vom Bulgarisch Varna Necropolis und Datum von 4450 v. Chr.

Nicht alles Metall erforderte Feuer, um es zu erhalten oder zu arbeiten. Isaac asimov spekulierte, dass Gold das "erste Metall" war.^[4] Sein Argumentation ist, dass durch seine ChemieEs ist in der Natur als Nuggets aus reinem Gold gefunden. Mit anderen Worten, Gold, so selten es auch ist, wird manchmal in der Natur als als Native Metall. Einige Metalle können auch in gefunden werden Meteore. Fast alle anderen Metalle sind in gefunden Erze, ein Mineralstrager FelsenDas erfordern Wärme oder einen anderen Prozess, um das Metall zu befreien. Ein weiteres Merkmal von Gold ist, dass es praktikabel ist, wie es gefunden wird, was bedeutet, dass keine Technologie jenseits eines Steins Hammer und Amboss wird benötigt, um das Metall zu bearbeiten. Dies ist das Ergebnis von Golds Eigenschaften von Gold Formbarkeit und Duktilität. Der Frühste Werkzeug waren Stein, Knochen, Holz, und Sehneall das reichte aus, um Gold zu arbeiten.

Zu einem unbekannten Zeitpunkt wurde der Prozess der Befreiung von Metallen von Rock durch Hitze bekannt und Rocks reich an Kupfer. Zinn, und führen kam gefragt. Diese Erze wurden abgebaut, wo immer sie erkannt wurden. Überall wurden Überreste solcher alten Minen gefunden Südwestasien.^[5] Metallbearbeitung wurde von der durchgeführt Süd asiatisch Bewohner von Mehrgarh Zwischen 7000 und 3300 v. Chr.^[6] Das Ende des Beginns der Metallbearbeitung erfolgt irgendwann um 6000 v. Chr. Wenn Kupfer Schmelzen wurde in Südwestasien üblich.

Alte Zivilisationen wussten von sieben Metallen. Hier sind sie in der Reihenfolge ihrer arrangiert Oxidationspotential (in Volt):

• Eisen +0,44 V,,
• Zinn +0.14 v
• Führen +0.13 v
• Kupfer –0,34 v
• Quecksilber –0,79 v
• Silber –0,80 V.
• Gold –1,50 V.

Das Oxidationspotential ist wichtig, da es sich um einen Indikator dafür handelt, wie stark das Metall an das Erz gebunden ist. Wie zu sehen ist, ist Eisen signifikant höher als die anderen sechs Metalle, während Gold dramatisch niedriger ist als die sechs darüber. Die niedrige Oxidation von Gold ist einer der Hauptgründe dafür, dass Gold in Nuggets gefunden wird. Diese Nuggets sind relativ reines Gold und praktikabel, wie sie gefunden werden.

Kupfererz, relativ reichlich vorhanden, und Zinnerz wurde zu den nächsten wichtigen Substanzen in der Geschichte der Metallbearbeitung. Mit Wärme zum Schmelzen von Kupfer aus dem Erz wurde viel Kupfer hergestellt. Es wurde für beide verwendet Schmuck und einfache Werkzeuge. Kupfer an sich selbst war jedoch zu weich für Werkzeuge, die Kanten und Steifheit erforderten. Irgendwann wurde Zinn in das geschmolzene Kupfer gegeben und Bronze- wurde dadurch entwickelt. Bronze ist ein Legierung von Kupfer und Zinn. Bronze war ein wichtiger Fortschritt, da es die Kantendauerlichkeit und Steifheit hatte, die reines Kupfer fehlte. Bis zum Aufkommen von Eisen war Bronze das fortschrittlichste Metall für Werkzeuge und Waffen in allgemeinem Gebrauch (siehe Bronzezeit für weitere Details).

Außerhalb Südwestasiens wurden weltweit dieselben Fortschritte und Materialien entdeckt und verwendet. Leute in China und Großbritannien begann Bronze zu benutzen, wobei wenig Zeit mit Kupfer gewidmet war. japanisch begann die Verwendung von Bronze und Eisen Fast gleichzeitig. Auf Amerika war es anders. Obwohl die Völker Amerikas von Metallen wussten, dauerte es erst, als die Europäische Kolonialisierung Diese Metallbearbeitung für Werkzeuge und Waffen wurde üblich. Schmuck und Kunst waren die Hauptverwaltung von Metallen in Amerika vor dem europäischen Einfluss.

Ungefähr 2700 v. Chr. War die Produktion von Bronze häufig in Orten, in denen die erforderlichen Materialien zum Schmelzen, Erwärmen und Arbeiten des Metalls zusammengestellt werden konnten. Das Eisen begann geschmolzen und begann als wichtiges Metall für Werkzeuge und Waffen. Die folgende Zeit wurde als die bekannt Eisenzeit.

Geschichte

Durch die historischen Perioden der Pharaonen in Ägypten, das Vedisch Könige in Indien, das Stämme Israels, und die Maya -Zivilisation in Nordamerikaunter anderen alten Populationen, Edelmetalle begann Wert an sie zu haben. In einigen Fällen Regeln für Eigentum, Verteilung und handeln wurden von den jeweiligen Völkern geschaffen, durchgesetzt und vereinbart. Nach den oben genannten Perioden waren Metallarbeiter sehr gut darin, Objekte der Schmuck, religiöse Artefakte und Handelsinstrumente von zu schaffen Edelmetalle (Nichteisen) sowie Waffen normalerweise von Eisen Eisen Metalle und/oder Legierungen. Diese Fähigkeiten wurden gut ausgeführt. Die Techniken wurden von Handwerkern praktiziert, Schmiede, Atharvavavedic Praktiker, Alchemistenund andere Kategorien von Metallarbeitern auf der ganzen Welt. Zum Beispiel die Granulation Die Technik wurde von zahlreichen alten Kulturen eingesetzt, bevor die historischen Aufzeichnungen zeigen, dass Menschen in weit gerente Regionen gereist sind, um diesen Prozess zu teilen. Metallschmiede Heute verwenden Sie dies und viele andere alte Techniken.

Im Laufe der Zeit wurden Metallobjekte häufiger und immer komplexer. Die Notwendigkeit, Metalle weiter zu erwerben und zu arbeiten, wurde an Bedeutung. Die Fähigkeiten im Zusammenhang mit der Extraktion von Metallozen aus der Erde begannen sich zu entwickeln, und Metallschmiede wurden besser ausfindig. Metalsmiths wurden zu wichtigen Mitgliedern der Gesellschaft. Das Schicksal und die Volkswirtschaften ganzer Zivilisationen wurden stark von der Verfügbarkeit von Metallen und Metallschmiezen betroffen. Der Metallarbeiter hängt von der Extraktion von Edelmetallen ab, um sie zu machen Schmuckbauen effizienter auf Elektronik, und für industriell und technologische Anwendungen von Konstruktion zu Versand Container zu Schiene, und Lufttransport. Ohne Metalle, Waren und Dienstleistungen würden sich auf der Skala, die wir heute kennen, nicht mehr auf der ganzen Welt zu bewegen.

Allgemeine Prozesse

Die Metallbearbeitung ist im Allgemeinen in drei Kategorien unterteilt: Bildung, Schneiden, und sich beitreten. Das meiste Metallschnitt erfolgt durch Hochgeschwindigkeits -Stahlwerkzeuge oder Carbid -Werkzeuge.^[7] Jede dieser Kategorien enthält verschiedene Prozesse.

Vor den meisten Vorgängen muss das Metall je nach gewünschtem fertigen Produkt ausgezeichnet und/oder gemessen werden.

Anzeichnen (auch als Layout bezeichnet) ist der Prozess der Übertragung a Entwurf oder Muster zu einem Werkstück und ist der erste Schritt im Handwerk der Metallbearbeitung. Es wird in vielen Branchen oder Hobbys durchgeführt, obwohl in der Industrie die Wiederholung die Notwendigkeit beseitigt, jedes einzelne Stück zu markieren. Im Metalltradesbereich besteht das Markieren aus der Übertragung des Ingenieurs planen zum Werkstück zur Vorbereitung auf den nächsten Schritt, die Bearbeitung oder Herstellung.

Bremssättel sind Handwerkzeuge entwickelt, um den Abstand zwischen zwei Punkten genau zu messen. Die meisten Bremssättel haben zwei Sätze flacher, paralleler Kanten, die für Messungen des inneren oder äußeren Durchmessers verwendet werden. Diese Bremssättel können bis zu einem Tausendstel Zoll (25,4 μm) genau sein. Verschiedene Arten von Bremssätteln haben unterschiedliche Mechanismen zum Anzeigen der gemessenen Entfernung. Wenn größere Objekte mit weniger Präzision gemessen werden müssen, a Maßband wird oft verwendet.

Kompatibilitätsdiagramm von Materialien und Prozessen^[8]

	Material
Verfahren	Eisen	Stahl	Aluminium	Kupfer	Magnesium	Nickel	Feuerfeste Metalle	Titan	Zink	Messing	Bronze
Sandguss	X	X	X	X	X	X			0	0	X
Dauerhaftes Schimmelpilzguss	X	0	X	0	X	0			0	0	X
Sterben			X	0	X				X
Investitionskaste		X	X	X	0	0				0	X
Ablationskaste		X	X	X	0	0
Open-Die-Schmieden		0	X	X	X	0	0	0
Schmieden geschlossen		X	0	0	0	0	0	0
Extrusion		0	X	X	X	0	0	0
Kalte Überschrift		X	X	X		0
Stempeln & Tiefes Zeichnen		X	X	X	0	X		0	0
Schraubenmaschine	0	X	X	X	0	X	0	0	0	X	X
Pulvermetallurgie	X	X	0	X		0	X	0
Taste: X = Routinemäßig durchgeführt, 0 = Mit Schwierigkeit, Vorsicht oder Opfern durchgeführt, leer = Nicht empfohlen

Casting

Das Gießen erreicht eine bestimmte Form, indem geschmolzenes Metall in eine Form gegossen und sie ohne mechanische Kraft abkühlen lassen. Zu den Formen des Castings gehören:

• Investitionskaste (genannt Lost Wachs Casting in Kunst)
• Zentrifugales Casting
• Sterben
• Sandguss
• Muschelguss
• Spinguss

Bildungsprozesse

Diese Bildung Prozesse modifizieren Metall oder Werkstück, indem sie das Objekt deformieren, dh ohne Material zu entfernen. Die Bildung erfolgt mit einem System von mechanischen Kräften und insbesondere für die Bildung von Massenmetall mit Wärme.

Massenformprozesse

Kunststoff Verformung beinhaltet die Verwendung von Wärme oder Druck Ein Werkstück zu mechanischer Kraft leitender zu machen. Historisch gesehen wurden dies und das Casting von Schmiede durchgeführt, obwohl heute der Prozess industrialisiert wurde. Bei der Bildung von Massenmetall wird das Werkstück im Allgemeinen erhitzt.

• Kalte Größe
• Extrusion
• Zeichnung
• Schmieden
• Pulvermetallurgie
• Reibungsbohrung
• Rollen
• Brennen

Blattformprozesse (und Röhrchen)

Diese Arten des Bildungsprozesses umfasst die Anwendung der mechanischen Kraft bei Raumtemperatur. Einige neuere Entwicklungen umfassen jedoch die Erwärmung von Stanz- und/oder Teilen. Die Fortschritte in der automatisierten Metallbearbeitungstechnologie haben progressive Stempel ermöglicht, was eine Methode ist, die das Stanzen, die Koinung, das Biegen und einige andere Möglichkeiten unter dem Metall zu geringeren Kosten umfassen und gleichzeitig weniger Schrott führt.

• Biegen
• Prägung
• Dekammern
• Tiefes Zeichnen (DD)
• Flowforming
• Hydroforming (HF)
• Heiße Metallgasbildung
• Heiße Pressehärtung^[9]
• Inkrementelle Formung (if)
• Spinnen, Scherformung oder Flowforming
  

  Eine Metall -Messing -Vase
• Erziehen
• Rollformung
• Rollbiegung
• Repoussé und Verfolgungsjagd
• Gummi -Pad bilden
• Scherung
• Stempeln
• Superplastikformung (SPF)
• WHREGING AUS AN Englisches Rad (Wheelmaschine)

Schneidprozesse

Schneiden ist eine Sammlung von Prozessen, bei denen Material in eine bestimmte Geometrie gebracht wird, indem überschüssiges Material mit verschiedenen Werkzeugen entfernt wird, um einen fertigen Teil zu hinterlassen, der den Spezifikationen entspricht. Das Nettoergebnis des Schneidens ist zwei Produkte, der Abfall oder das überschüssige Material und der fertige Teil. Bei Holzbearbeitung wäre der Abfall Sägemehl und überschüssiges Holz. Beim Schneiden von Metallen ist der Abfall Chips oder Swarf und überschüssiges Metall.

Schneidenprozesse fallen in eine von drei Hauptkategorien:

• Chip produzierende Prozesse am häufigsten als bekannt als Bearbeitung
• Burning, eine Reihe von Prozessen, bei denen das Metall durch Oxidation eines Kerf zu trennen Metallstücken geschnitten wird
• Verschiedener Spezialprozess, der nicht leicht in eine der oben genannten Kategorien fällt

Bohren Ein Loch in einem Metallteil ist das häufigste Beispiel für einen Chipproduktionsprozess. Mit an ein Oxy-Fuel-Schneideback Ein Beispiel für das Verbrennen in kleinere Stücke zu trennen. Chemisches Fräsen ist ein Beispiel für einen Spezialverfahren, bei dem überschüssiges Material unter Verwendung von Ätzenchemikalien und Maskierungschemikalien entfernt wird.

Es gibt viele Technologien zum Schneiden von Metall, darunter:

• Manuelle Technologien: gesehen, Meißel, Schere oder Schnitt
• Maschinentechnologien: drehen, Mahlen, Bohren, Mahlen, Sägen
• Schweiß-/Verbrennungstechnologien: Brennen durch Laser-, Oxy-Fuel-Brennen, und Plasma
• Erosionstechnologien: von Wasserstrahl, elektrische Entladung, oder Schleifströmungsbearbeitung.
• Chemische Technologien: Photochemische Bearbeitung

Flüssigkeit schneiden oder Kühlmittel wird dort verwendet, wenn an der Schneidschnittstelle zwischen einem Cutter wie einem Bohrer oder einer Endmühle und der Werkstück erhebliche Reibung und Wärme vorhanden sind. Kühlmittel wird im Allgemeinen durch ein Spray über das Werkzeug und das Werkstück eingeführt, um die Reibung und Temperatur an der Schneidwerkzeug/Werkstückschnittstelle zu verringern, um übermäßige Werkzeugverschleiß zu verhindern. In der Praxis gibt es viele Methoden zur Bereitstellung von Kühlmittel.

Mahlen

Mahlen ist die komplexe Formung von Metall oder anderen Materialien, indem Material zur Bildung der endgültigen Form entfernt wird. Es ist im Allgemeinen auf a gemacht Fräse, eine leistungsorientierte Maschine, die in ihrer grundlegenden Form aus a besteht Fräser Das dreht sich um die Spindelachse (wie a bohren), und ein Arbeitstisch Das kann sich in mehrere Richtungen bewegen (normalerweise zwei Dimensionen [x- und yachse] relativ zum Werkstück). Die Spindel bewegt sich normalerweise in der Z -Achse. Es ist möglich, den Tisch zu erhöhen (wo das Werkstück ruht). Fräsmaschinen können manuell oder darunter betrieben werden Computer numerische Steuerung (CNC) und kann eine große Anzahl komplexer Operationen wie Slot -Schneiden ausführen, Planung, Bohren und Fädeln, Kaninchen, Routingusw. Zwei gemeinsame Mühlenarten sind die horizontale Mühle und die vertikale Mühle.

Die produzierten Stücke sind normalerweise komplexe 3D CNC Maschine und lassen Sie es die erforderlichen Aufgaben erledigen. Die Fräsmaschine kann die meisten Teile in 3D erzeugen, einige erfordern jedoch, dass die Objekte um die X-, Y- oder Z -Koordinatenachse gedreht werden (je nach Bedarf). Toleranzen sind je nach Gebietsschema in verschiedenen Standards vorhanden. In Ländern, die noch das kaiserliche System nutzen, befindet sich dies normalerweise in den Tausendstel einer Zoll (Einheit bekannt als du), abhängig von der spezifischen Maschine. In vielen anderen europäischen Ländern werden stattdessen Standards nach der ISO verwendet.

Um sowohl das Bit als auch das Material kühl zu halten, wird ein Hochtemperaturkühlmittel verwendet. In den meisten Fällen wird das Kühlmittel direkt auf das Bit und das Material aus einem Schlauch besprüht. Dieser Kühlmittel kann je nach Maschine entweder maschinell oder benutzergesteuert sein.

Materialien, die gemahlen werden können, reichen Aluminium zu Edelstahl und fast alles dazwischen. Jedes Material erfordert eine andere Geschwindigkeit des Mahlwerkzeugs und variiert in der Menge an Material, die in einem Durchgang des Werkzeugs entfernt werden kann. Härtere Materialien werden normalerweise mit langsameren Geschwindigkeiten mit geringen Mengen an Materialien gemahlen. Weichere Materialien variieren, sind jedoch normalerweise mit einer hohen Geschwindigkeit gemahlen.

Die Verwendung einer Fräsmaschine fügt Kosten hinzu, die in den Herstellungsprozess berücksichtigt werden. Jedes Mal, wenn die Maschine verwendet wird, wird auch ein Kühlmittel verwendet, das regelmäßig hinzugefügt werden muss, um Bitbits zu verhindern. Ein Fräser muss auch nach Bedarf geändert werden, um eine Beschädigung des Materials zu verhindern. Zeit ist der größte Faktor für die Kosten. Komplexe Teile können Stunden erfordern, während sehr einfache Teile nur Minuten dauern. Dies variiert wiederum auch die Produktionszeit, da für jedes Teil unterschiedliche Zeitmengen erforderlich sind.

Sicherheit ist der Schlüssel zu diesen Maschinen. Die Bits sind mit hohen Geschwindigkeiten und entfernen normalerweise heißes Metall. Der Vorteil einer CNC -Fräsmaschine besteht darin, den Maschinenbetreiber zu schützen.

Drehen

Das Drehen ist ein Metallschneidemittel zur Herstellung einer zylindrischen Oberfläche mit einem einzigen Punktwerkzeug. Das Werkstück wird auf einer Spindel gedreht und das Schneidwerkzeug wird radial, axial oder beides hineingeführt. Das Erstellen von Oberflächen senkrecht zur Werkstückachse wird als Gesichtszone bezeichnet. Die Erzeugung von Oberflächen unter Verwendung sowohl radialer als auch axialer Futtermittel wird als Profilerstellung bezeichnet.^[10]

A Drehbank ist eine Werkzeugmaschine, die einen Block oder einen Zylinder aus Material dreht, so dass wenn Schleifmittel, schneiden oder Verformungswerkzeuge werden auf das Werkstück angewendet, es kann geformt werden, um ein Objekt zu produzieren, das hat Rotationssymmetrie Über ein Drehachse. Beispiele für Objekte, die auf einer Drehmaschine hergestellt werden können Leuchter Inhaber, Kurbelwellen, Nockenwellen, und Lager Anschlüsse.

Drehmaschinen haben vier Hauptkomponenten: das Bett, den Spindel, den Kutschen und den Heckstock. Das Bett ist eine präzise und sehr starke Basis, auf der alle anderen Komponenten für die Ausrichtung ruhen. Der Spindelstock Spindel sichert das Werkstück mit a Futter, deren Kiefer (normalerweise drei oder vier) um das Stück festgezogen werden. Die Spindel dreht sich mit hoher Geschwindigkeit und sorgt für die Energie, um das Material zu schneiden. Während historisch gesehen von Drehstöbern angetrieben wurde von Gürtel von einem Linienwelle, moderne Beispiele verwenden Elektromotoren. Das Werkstück erstreckt sich aus der Spindel entlang der Drehachse über dem flachen Bett. Der Wagen ist eine Plattform, die genau und unabhängig parallel und senkrecht zur Rotationsachse bewegt werden kann. Ein verhärteter Schneidewerkzeug wird in der gewünschten Höhe (normalerweise in der Mitte des Werkstücks) vom Werkzeugposten gehalten. Der Wagen wird dann um das rotierende Werkstück bewegt, und das Schneidwerkzeug entfernt allmählich das Material aus dem Werkstück. Der Heckstock kann entlang der Drehachse geschlagen und dann nach Bedarf an Ort und Stelle eingesperrt werden. Es kann Zentren enthalten, um das Werkstück weiter zu sichern oder Werkzeuge zu schneiden, die bis zum Ende des Werkstücks gefahren werden.

Andere Operationen, die mit einem einzigen Punkt -Tool auf einer Drehmaschine ausgeführt werden können, sind:^[10]

Abkammern: Schneiden Sie einen Winkel an der Ecke eines Zylinders.
Abschied: Das Werkzeug wird radial in das Werkstück eingespeist, um das Ende eines Teils abzuschneiden.
Fäden: Ein Werkzeug wird entlang und über die Außen- oder Innenfläche von rotierenden Teilen gefüttert, um extern oder intern zu erzeugen Themen.
Langweilig: Ein Einzelpunktwerkzeug wird linear und parallel zur Rotationsachse gefüttert, um ein rundes Loch zu erzeugen.
Bohren: Füttern Sie den Bohrer axial in das Werkstück.
Knurling: Verwendet ein Werkzeug, um eine raue Oberflächenstruktur auf dem Arbeitsplatz zu erzeugen. Häufig verwendet, um Griff von Hand auf einem Metallteil zu ermöglichen.

Moderne CNC -Zentren für numerische Steuerung (CNC) und (CNC) können sekundäre Operationen wie das Fräsen durch die Verwendung angetriebener Werkzeuge ausführen. Wenn angetriebene Werkzeuge verwendet werden, hört das Werkstück ab, und das angetriebene Werkzeug führt den Bearbeitungsvorgang mit einem rotierenden Schneidwerkzeug aus. Die CNC -Maschinen verwenden X-, Y- und Z -Koordinaten, um die Drehwerkzeuge zu steuern und das Produkt herzustellen. Die meisten modernen CNC -Drehungen können in 3D die meisten gedrehten Objekte produzieren.

Fast alle Arten von Metall können gedreht werden, obwohl mehr Zeit- und Spezialisten für Schneidwerkzeuge benötigt werden Schwerer Werkstücke.

Fäden

Es gibt viele Fadenprozesse, einschließlich: Schneiden von Fäden mit a tippen oder sterben, Gewindefräsen, Einzelpunktgewinde, Gewinderollen, kalte Wurzelrollen und -formen und Gewindeschleife. EIN klopfen wird verwendet, um einen weiblichen Faden auf der Innenoberfläche eines vorgebohrten Lochs zu schneiden, während a sterben Schnitt einen männlichen Faden auf eine vorgeformte zylindrische Stange.

Mahlen

Mahlen Verwendet einen Schleifverfahren, um Material aus dem Werkstück zu entfernen. EIN Schleifmaschine ist eine Werkzeugmaschine, die zum Erstellen sehr feiner Oberflächen, sehr leichte Schnitte oder Hochgenauigkeitsformen mit einem verwendet wird Schleifrad als Schneidvorrichtung. Dieses Rad kann aus verschiedenen Größen und Arten von Steinen bestehen. Diamanten oder anorganisch Materialien.

Die einfachste Mühle ist eine Bankschleifer oder ein Handwinkelmühle zum Ablösen von Teilen oder zum Schneiden von Metall mit einem Reißverschluss.

Die Mahlen haben die Größe und Komplexität mit Fortschritten in Zeit und Technologie zugenommen. Von den alten Tagen eines manuellen Werkzeugmühle schärfen die Endmills für einen Produktionsgeschäft bis hin zu den heutigen 30000 U / min-CNC-Automodell-Herstellungszellen, die Jet-Turbinen produzieren, die Schleifprozesse stark.

Mahlen müssen sehr strenge Maschinen sein, um das erforderliche Finish zu erzeugen. Einige Mahlen werden sogar zur Herstellung von Glasskalen zur Positionierung der CNC -Maschinenachse verwendet. Die gemeinsame Regel sind die Maschinen, die zur Herstellung von Skalen verwendet werden, zehnmal genauer als die Maschinen, für die die Teile hergestellt werden.

In den Vergangenheit wurden Mahlen nur wegen der Einschränkungen der Werkzeuge zum Abschluss von Operationen verwendet. Moderne Schleifradmaterialien und die Verwendung von Industrie-Diamanten oder anderen künstlichen Beschichtungen (kubischen Bornitrid) auf Radformen haben es Mahlen ermöglicht, hervorragende Ergebnisse in Produktionsumgebungen zu erzielen, anstatt zum hinteren Teil des Ladens abzusteigen.

Die moderne Technologie verfügt über fortgeschrittene Schleifvorgänge, um CNC -Steuerelemente, hohe Materialentfernungsraten mit hoher Präzision zu enthalten, sich gut an die Luft- und Raumfahrtanwendungen und die Produktion mit hoher Lautstärke ausreichenden Präzisionskomponenten zu vergeben.

Einreichung

Einreichung ist Kombination aus Schleif- und Säezahnschnitt mit a Datei. Vor der Entwicklung moderner Bearbeitungsgeräte lieferte es ein relativ genaues Mittel für die Herstellung von kleinen Teilen, insbesondere solche mit flachen Oberflächen. Die qualifizierte Verwendung einer Datei erlaubte a Maschinist zu feinen Toleranzen zu arbeiten und war das Kennzeichen des Handwerks. Heute wird die Einreichung selten als Produktionstechnik in der Industrie verwendet, obwohl sie als gemeinsame Methode von bleibt Entgraben.

Sonstiges

Stoßen ist ein Bearbeitungsvorgang zum Schneiden Schlüsselbahnen in Wellen. Elektronenstrahlbearbeitung (EBM) ist ein Bearbeitungsprozess, bei dem Hochgeschwindigkeitselektronen auf ein Werkstück gerichtet sind, wodurch Wärme erzeugt und das Material verdampft. Ultrasonic machining Verwendet Ultraschall- Vibrationen, um sehr harte oder spröde Materialien zu maschinen.

Verbindungsverfahren

Schweißen

Schweißen ist ein Herstellung Prozess, der Materialien verbindet, normalerweise Metalle oder Thermoplastikdurch Koaleszenz. Dies geschieht oft von schmelzen Die Werkstücke und das Hinzufügen eines Füllstoffmaterials, um einen Pool von geschmolzenem Material zu bilden, das sich abkühlt, um ein starkes Gelenk zu werden, aber manchmal wird in Verbindung mit Druck mit Druck verwendet Wärmeoder für sich selbst, um die Schweißnaht zu produzieren.

Viele verschiedene Energiequellen können zum Schweißen verwendet werden, einschließlich eines Gas Flamme, ein elektrischer Bogen, ein Laser, ein Elektron Strahl, Reibung, und Ultraschall. Während häufig ein Industrieverfahren, kann das Schweißen in vielen verschiedenen Umgebungen, einschließlich Open Air, durchgeführt werden. Unterwasser und in Platz. Unabhängig von der Lage bleibt das Schweißen gefährlich, und es müssen Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um Verbrennungen zu vermeiden. elektrischer Schockgiftige Dämpfe und Überbelichtung zu ultraviolettes Licht.

Löschen

Löschen ist ein Verbindungsprozess, bei dem ein Füllstoffmetall geschmolzen und in a gezogen wird kapillar gebildet durch die Zusammenstellung von zwei oder mehr Arbeitsstücken. Das Füllstoffmetall reagiert metallurgisch mit den Werkstücken und verfestigt sich in der Kapillare und bildet ein starkes Gelenk. Im Gegensatz zum Schweißen wird das Arbeit Stück nicht geschmolzen. Das Löten ähnelt dem Löten, tritt jedoch bei Temperaturen von mehr als 450 ° C (842 ° F) auf. Das Löschen hat den Vorteil, weniger thermische Belastungen als Schweißen zu erzeugen, und die verklemmten Baugruppen sind in der Regel mehr duktil als Schweißnaht, da Legierungselemente nicht getrennt und ausfällt.

Zu den Löttechniken gehören Flammenlöschern, Widerstandsfleisch, Ofenlöckchen, Diffusionslöckchen, induktives Löschen und Vakuumlöckchen.

Löten

Löten ist ein Verbindungsverfahren, der bei Temperaturen unter 450 ° C (842 ° F) auftritt. Es ähnelt dem Löschen in der Art und Weise, wie ein Füllstoff geschmolzen und in eine Kapillare gezogen wird, um ein Gelenk zu bilden, wenn auch bei einer niedrigeren Temperatur. Aufgrund dieser niedrigeren Temperatur und unterschiedlichen Legierungen, die als Füllstoffe verwendet werden, ist die metallurgische Reaktion zwischen Füllstoff und Arbeitenstück minimal, was zu einem schwächeren Gelenk führt.

Spannend

Spannend ist einer der ältesten Metallarbeiten, die sich verbinden. Seine Verwendung ging in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts deutlich zurück, behält jedoch immer noch wichtige Verwendungszwecke in Industrie und Konstruktion sowie im handwerklichen Handwerk wie beispielsweise bei Schmuck, mittelalterliche Wüste und Metall Couture im frühen 21. Jahrhundert. Die frühere Verwendung von Nieten wird durch Verbesserungen in ersetzt Schweißen und Komponente Herstellung Techniken.

A Niet ist im Wesentlichen ein zweiköpfiges und unbeköpftes Bolzen Das hält zwei weitere Metallstücke zusammen. Löcher sind gebohrt oder geschlagen durch die beiden Metallstücke, die verbunden werden. Die ausgerichteten Löcher, ein Nieten wird durch die Löcher geleitet und dauerhafte Köpfe werden an den Enden des Niets gebildet, wobei Hämmer und die Bildung von Störungen (durch entweder bildet Kaltes Arbeiten oder Hotworking). Nieten werden üblicherweise mit einem bereits gebildeten Kopf gekauft.

Wenn es notwendig ist, Nieten zu entfernen, wird einer der Köpfe des Rivets mit einem abgeschert kaltes Meißel. Der Niet wird dann mit einem ausgesteuert Hammer und schlagen.

Mechanische Fixierungen

Das beinhaltet Schrauben, ebenso gut wie Bolzen. Dies wird oft verwendet, da es relativ wenig spezialisierte Geräte erfordert und daher häufig in verwendet wird Flat-Pack-Möbel. Es kann auch verwendet werden, wenn ein Metall mit einem anderen Material verbunden ist (wie z. Holz) oder ein bestimmtes Metall schweißt sich nicht gut (z. Aluminium). Dies kann getan werden, um direkt Metalle oder mit einem mittleren Material wie beispielsweise zu verbinden Nylon. Während oft schwächer als andere Methoden wie Schweißen oder Löschen, kann das Metall leicht entfernt und daher wiederverwendet oder recycelt. Es kann auch in Verbindung mit einem Epoxid oder Klebstoff erfolgen und seine ökologischen Vorteile zurückbringen.

Damit verbundene Prozesse

Während diese Prozesse keine primären Metallbearbeitungsprozesse sind, werden sie häufig vor oder nach Metallbearbeitungsprozessen durchgeführt.

Wärmebehandlung

Metalle können Wärme behandelt werden, um die Eigenschaften von Festigkeit, Duktilität, Zähigkeit, Härte oder Korrosionsresistenz zu verändern. Häufige Wärmebehandlungsprozesse umfassen Glühen, Niederschlagshärtung, Quenching, und Temperieren:

• Das Tempern mildert das Metall, indem er die Erholung der kalten Arbeit und des Kornwachstums ermöglicht.
• Das Löschen kann verwendet werden, um Legierungsstähle oder in härterbare Legierungen zu verhärten, um gelöste gelöste Atome in Lösung zu fangen.
• Die Temperierung führt dazu, dass die gelösten Legierungselemente ausfallen oder bei gelösten Stählen die Schlagfestigkeit und die duktilen Eigenschaften verbessern.

Oft werden mechanische und thermische Behandlungen in sogenannten thermomechanischen Behandlungen für bessere Eigenschaften und effizientere Verarbeitung von Materialien kombiniert. Diese Prozesse sind bei hohen Legierungsstählen, Superlegierungen und Titanlegierungen gemeinsam.

Überzug

Elektroplierend ist eine übliche Oberflächenbehandlungstechnik. Es beinhaltet die Bindung einer dünnen Schicht eines anderen Metalls wie z. Gold, Silber-, Chrom oder Zink auf die Oberfläche des Produkts durch Hydrolyse. Es wird verwendet, um Korrosion zu verringern, eine Abriebfestigkeit zu erzeugen und das ästhetische Erscheinungsbild des Produkts zu verbessern. Die Beschichtung kann sogar die Eigenschaften des ursprünglichen Teils verändern, einschließlich Leitfähigkeit, Wärmeableitung oder struktureller Integrität. Es gibt vier Hauptelektroplationsmethoden, um eine ordnungsgemäße Beschichtung und Kosteneffektivität pro Produkt sicherzustellen: Massenbeschichtung, Rackplattierung, kontinuierliche Beplattierung und Leitungsbeschichtung.

Wärmesprühen

Wärme Sprühtechniken sind eine weitere beliebte Veredelungsoption und haben aufgrund der dickeren Beschichtung häufig bessere hohe Temperatureigenschaften als elektroplierte Beschichtungen. Die vier Hauptspray -Prozesse der Hauptthermie umfassen elektrisches Drahtbogenspray, Flammenspray (Oxyacetylen -Verbrennung) Spray, Plasmaspray und Sauerstoffbrennstoff (HVOF) mit hoher Geschwindigkeit.

Siehe auch

• Bronze- und Messing -Zierarbeiten
• Liste der Metallbearbeitungen
• Metalltests
• Handwerkzeuge für Metallbearbeitung
• Steinform

Allgemein:

• Liste der Herstellungsprozesse
• Zeitleiste der Materialtechnologie

Verweise

Externe Links

• Schneider, George."Kapitel 1: Schneidwerkzeugmaterialien", " Amerikanischer Maschinist, Oktober 2009
• Schneider, George."Schneidwerkzeuganwendungen: Kapitel 2 Metallentfernungsmethoden", " Amerikanischer Maschinist, November 2009
• Videos über Metallbearbeitung Herausgegeben von Institut für den Wissenstrichen Film.Erhältlich im AV-Portal der Deutsche Nationalbibliothek für Wissenschaft und Technologie.
• Beweise der Metallbearbeitungsverlaufsreferenz