Роль и место обработки металлов давлением в производстве металлоизделий.


Использование металлов в большинстве случаев становится возмож-

ным только после придания им необходимой формы. Тогда из экономиче-

ской категории «предметы труда» металлы переходят в категорию «средства

труда» или становятся готовым продуктом.

Существует много способов формоизменения металлов, из которых

наиболее распространенными являются литейное производство, обработка

металлов резанием и обработка металлов давлением.

Литье – наиболее простой, высокопроизводительный и дешевый спо-

соб получения отливок практически из всех металлов и сплавов. Литые изде-

лия отличает разнообразие форм от простых до очень сложных. К последним

можно отнести изделия, получаемые художественным литьем. Однако для

отливок характерны такие дефекты, как пористость, неметаллические вклю-

чения, крупнозернистая структура. Кроме того, в результате неравномерного

охлаждения отливок в них возникают значительные остаточные напряжения.

Поэтому (чаще всего) литые детали не способны работать при значительных

силовых и ударных нагрузках и уступают по уровню механических свойств

изготовленным обработкой давлением.

Обработкой резанием получают разнообразные детали, имеющие вы-

сокую точность размеров и чистоту поверхности. Но при этом в отход в виде

стружки идут миллионы тонн металла. Снизить стружкообразование при ре-

зании можно за счет использования заготовок, близких по своим размерам к

изделиям.

Обработка металлов давлением (ОМД) способна объединить указан-

ные способы получения изделий из металлов. Так, в качестве заготовок для

обработки давлением чаще всего используются отливки. В процессе дефор-

мирования меняется их структура: измельчается зерно, завариваются поры,

устраняется химическая неоднородность (дендритная ликвация) и т.д. Изме-

нения структуры способствуют повышению уровня механических свойств:

повышаются прочность и пластичность металлических заготовок. Кроме то-

го, обработанная давлением заготовка становится максимально приближен-

ной к готовой детали по своей форме и размерам, что значительно снижает

количество отходов при обработке резанием и упрощает технологию этих

процессов.

Основные виды обработки металлов давлением.

Принято различать шесть основных видов обработки металлов давле-

нием: прокатка, прессование, волочение, ковка, объемная штампов-ка (горячая или холодная), листовая штамповка.

Часто перечисленные виды делят на две групп. В первую группу включают прокатку, прессование и волочение, которыми получают однотипную длинномерную продукцию, а ко второй – относят оставшиеся виды, объединяя их в кузнечно-штамповочное производство.

Дадим определения каждому из перечисленных процессов об-

работки металлов давлением.

Прокатка – пропускание заготовки между вращающимися валками.

Прессование – выдавливание металла из замкнутого объема через от-

верстие в прессовом инструменте.

Волочение – протягивание металла через плавно сужающийся канал

волоки.

Ковка – деформирование металла ударным прерывистым воздействи-

ем универсального инструмента.

Объемная штамповка (горячая или холодная) – процесс деформиро-

вания металла, при котором его свободное течение ограничено поверхностями ручьев штампов.

Прокат и его производство

Прокатка – это способ обработки пластическим деформированием – наиболее распространный. Прокатке подвергают до 90 % всей выплавляемой стали и большую часть цветных металлов. Способ зародился в XVIII веке и, претерпев значительное развитие, достиг высокого совершенства.

Сущность процесса: заготовка обжимается (сдавливается), проходя в зазор между вращающимися валками, при этом, она уменьшается в сво¨м поперечном сечении и увеличивается в длину. Форма поперечного сечения называется профилем.

Процесс прокатки обеспечивается силами трения между вращающимся инструментом и заготовкой, благодаря которым заготовка перемещается в зазоре между валками, одновременно деформируясь. В момент захвата металла со стороны каждого валка действуют на металл две силы: нормальная сила и касательная сила трения (рис. 37.1).

 

 

Рис. 37.1. Схема сил, действующих при прокатке

 

Способы прокатки

Когда требуется высокая прочность и пластичность, применяют заготовки из сортового или специального проката. В процессе прокатки литые заготовки подвергают многократному обжатию в валках прокатных станов, в результате чего повышается плотность материала за счёт залечивания литейных дефектов, пористости, микротрещин. Это придаёт заготовкам из проката высокую прочность и герметичность при небольшой их толщине.

Существуют три основных способа прокатки, имеющих определенное отличие по характеру выполнения деформации: продольная, поперечная, поперечно – винтовая (рис.37.2).

 

Рис. 37.2. Схемы основных видов прокатки:

а – продольная; б – поперечная; в – поперечно – винтовая

 

При продольной прокатке деформация осуществляется между вращающимися в разные стороны валками (рис.37.2 а). Заготовка втягивается в зазор между валками за счёт сил трения. Этим способом изготавливается около 90 % проката: весь листовой и профильный прокат.

Поперечная прокатка (рис. 37.2.б). Оси прокатных валков и обрабатываемого тела параллельны или пересекаются под небольшим углом. Оба валка вращаются в одном направлении, а заготовка круглого сечения – в противоположном.

В процессе поперечной прокатки обрабатываемое тело удерживается в валках с помощью специального приспособления. Обжатие заготовки по диаметру и придание ей требуемой формы сечения обеспечивается профилировкой валков и изменением расстояния между ними. Данным способом производят специальные периодические профили, изделия представляющие тела вращения – шары, оси, шестерни.

Поперечно – винтовая прокатка (рис. 37.2.в). Валки, вращающиеся в одну сторону, установлены под углом друг другу. Прокатываемый металл получает ещ¨ и поступательное движение. В результате сложения этих движений каждая точка заготовки движется по винтовой линии. Применяется для получения пустотелых трубных заготовок.

В качестве инструмента для прокатки применяют валки прокатные, конструкция которых представлена на рис. 37.3. В зависимости от прокатываемого профиля валки могут быть гладкими (рис.37.а), применяемыми для прокатки листов, лент и т.п. и калиброванными (ручьевыми) (рис. 37.б) для получения сортового проката.

Ручей – профиль на боковой поверхности валка. Промежутки между ручьями называются буртами. Совокупность двух ручьёв образует полость, называемую калибром, каждая пара валков образует несколько калибров. Система последовательно расположенных калибров, обеспечивающая получение требуемого профиля заданных размеров называется калибровкой.

Рис. 37.3. Прокатные валки: а – гладкий ; б – калиброванный

 

Валки состоят из рабочей части – бочки 1, шеек 2 и трефы 3.

Шейки валков вращаются в подшипниках, которые, у одного из валков, могут перемещаться специальным нажимным механизмом для изменения расстояния между валками и регулирования взаимного расположения осей.

Трефа предназначена для соединения валка с муфтой или шпинделем.

Используются роликовые подшипники с низким коэффициентом трения, = 0,003…0,005, что обеспечивает большой срок службы.


Дата добавления: 2016-06-05; просмотров: 3519;

Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.012 сек.