ОСНОВНІ ВИДИ ОБРОБКИ МЕТАЛІВ ТИСКОМ

Основними видами обробки тиском є прокатування, пресування, волочіння деталей, об’ємне штампування, листове штампування.

Прокатуваннямназивають обтиснення металу валками, які обертаються (рис.3, а). Ним одержують вироби з постійним по довжині поперечним перерізом (прутки, рейки, листи, труби, балки) чи з періодично змінюваною по довжині формою.

Рисунок 3 – Схеми основних видів обробки металів тиском

При прокатуванні схема головних напружень відповідає об’ємному стисканню (рис.2, а) з максимальним напруженням в напрямку тиску валків, а схема головних деформацій може бути з двома деформаціями розтягання (рис.2, е) чи двовісна схема деформації (рис.2, ж) при прокатуванні з натягом.

Пресуванняполягає в протискуванні нагрітого металу, що знаходиться в замкнутому об’ємі, через отвір у матриці (рис.3, б). Форма і розміри поперечного перерізу прутків, що витискуються, відповідають формі і розмірам цього отвору. При пресуванні напружений стан характеризується схемою об’ємного стискання (рис.2, а) і схемою деформацій, поданою на рис.2, д).

Волочіння – це протягування заготовки через отвір у волочильній матриці (волоку) (рис.3, в). Волочінням одержують тонкі сорти дроту, калібровані прутки, тонкостінні труби. Схема напружень і деформації при волочінні зображена на рис.2, в), д).

Кування – процес деформування нагрітої заготовки між бойками молота чи преса (рис.3, г). Зміна форми і розмірів заготовки досягається послідовною дією бойків або інструменту на різні ділянки заготовки.

Об’ємне штампуванняполягає в одночасному деформуванні всієї заготовки в спеціалізованому інструменті – штампі на молотах або пресах горизонтально-кувальних машин (рис.3, д). Форма і розміри внутрішньої порожнини штампа визначають форму і розміри заготовки.

Схеми напружень і деформацій при куванні й об’ємному штампуванні аналогічні прокатуванню (рис.2, а), е).

Листове штампування призначене для одержання плоских і об’ємних пустотілих деталей з листа чи смуги за допомогою штампів на холодноштампувальних пресах (рис.3, е).Напружений стан при холодному штампуванні може характеризуватися схемами, поданими на
рис.2, б), в), г), а схема деформацій у деяких випадках двовісна (рис.2, ж).

Процеси протягування, волочіння – це процеси металургійного виробництва.

Кування, об’ємне та листове штампування – процеси машинобудівного виробництва.

В подальшому розглядаються процеси машинобудівного виробництва.

КУВАННЯ

Загальні положення

Кування – вид гарячої обробки металів тиском, при якому метал деформується за допомогою універсального інструменту. Нагріту заготовку (рис.4, а) укладають на нижній бойок і універсальним інструментом – верхнім бойком – послідовно деформують на окремих ділянках заготовки. Метал вільно тече в сторони, не обмежені робочими поверхнями інструменту, у якості якого застосовують плоскі чи фігурні (вирізні) бойки, а також різний підкладний інструмент.

Куванням одержують заготовки для наступної механічної обробки. Ці заготовки називають кованими поковками чи просто поковками.

Кування є єдиним можливим способом виготовлення важких поковок (до 250 т і більше) типу валів гідрогенераторів, турбінних дисків, колінчастих валів суднових двигунів, валків прокатних станів і т.д. Поковки меншої маси (десятки і сотні кілограмів) можна виготовляти і куванням, і штампуванням. Хоча штампування має ряд переваг перед куванням, в одиничному і дрібносерійному виробництві кування, зазвичай, доцільніше. Пояснюється це тим, що при куванні використовують універсальний (придатний для виготовлення різних поковок) інструмент, а виготовлення спеціального інструменту (штампа) при невеликій партії однакових поковок економічно невигідне. Вихідними заготовками для кування важких, великих поковок є злитки масою до 320 т. Злитки для кування мають різну форму: подовжені, пустотілі, багатогранного, круглого чи квадратного поперечних перерізів. Поковки середньої і малої маси виготовляють переважно з прокату у вигляді блюмів і сортового: квадратного, круглого чи прямокутного перерізів. Кування підрозділяють на ручне і машинне. Ручним куванням одержують дрібні поковки в одиничному виробництві і при ремонтних роботах за допомогою ковадла і кувалди. Нижче розглянуте машинне кування на молотах і гідравлічних пресах.