Обработка металлов давлением основана на способности пластически деформироваться под действием внешних сил. При упругих деформациях деформируемое тело полностью восстанавливает исходные форму и размеры после снятия внешних сил. При пластических деформациях изменение формы и размеров сохраняется и после прекращения действия этих сил. Обработке давлением подвергают до 90 % выплавляемой стали и до 55 % цветных сплавов (по массе). При выборе способа обработки давлением исходят из: класса детали; массы детали (заготовки); габаритных размеров; наличия отверстий в боковых стенках; наличия внутренних полостей и фланцев; заданных значений показателей качества заготовки. Методы ОД: прокатка прессование волочение ковка штамповка свивка
Прокатка заключается в обжатии заготовки между вращающими валками. Силами трения заготовка втягивается между валками, уменьшаются поперечные размеры заготовки. Прокатка относится к числу основных способов обработки металлов давлением (около 75% выплавленной стали). Методом прокатки получают изделия самой разнообразной формы: тонкие и толстые листы, профили квадратного и круглого сечений, уголки, швеллеры, двутавровые балки, рельсы, трубы и многие другие. При прокатке изделий типа листов применяют валки, рабочая часть которых имеет форму круглого цилиндра без вырезов и выступов. Если ось прокатываемой полосы перпендикулярна оси валков, то прокатку называют продольной. При поперечной прокатке ось обрабатываемого тела параллельна оси валков. Оба валка вращаются в одну и ту же сторону и постепенно сближаются. Уменьшается диаметр изделия, которое вращается в сторону, противоположную вращению валков. В продольном направлении обрабатываемое тело не перемещается Поперечную прокатку, используют в металлургии и машиностроении для производства валов, осей, втулок, шестерен и других изделий типа тел вращения. При поперечно винтовой . совершается не только вращательное, но и поступательное движение. Точки на поверхности заготовки движутся по винтовой линии. Виды прокатки: а продольной, б поперечной, в поперечно винтовой
Периодическая прокатка В процессе деформации высота зазора между валками периодически изменяется. Это достигается путем придания валкам специальной некруглой формы. Точность поперечного размера сортового горячекатанного проката соответствует 13 17 квалитету. Профили сортовой стали: простой формы а квадратный, б круглый , в полосовой, г шестигранный и фасонный д угольники, е тавры, ж двутавры, з швеллеры, и рельсы Прокатка бывает горячей и холодной. Горячая прокатка распространена шире, чем холодная. Нагретый металл в области высоких температур обладает пониженным сопротивлением деформации и повышенной пластичностью. Холодную прокатку применяют для получения относительно тонких изделий с высококачественной поверхностью (тонких листов или тонкостенных труб). Прокатка применяется для получения изделий определенной формы и способствует повышению механических свойств металла.
Прессование заключается в продавливании заготовки, находящейся в замкнутой форме, через отверстие матрицы. Форма и размеры поперечного сечения выдавленной части заготовки соответствуют форме и размерам отверстия матрицы. Прессованием производят прутки диаметром 3 250 мм, трубы диаметром 20 400 мм при толщине стенки 1, 5 12 мм, полые профили с несколькими каналами сложного сечения, с наружными и внутренними ребрами, разнообразные профили с постоянным и изменяющимся сечением по длине. Прессованием возможно изготовление изделий сложной конфигурации, что невозможно другими способами пластической обработки. Преимущества: возможность получения изделия практически любого поперечного сечения, в том числе малопластичных по природе металлов и сплавов; более низкие капитальные затраты, чем при прокатке; пластичность металла при прессовании выше, возможна вытяжка до 50 100, а для алюминия до 1000 (при прокатке за один проход вытяжка меньше 2); возможность получения изделий широкого сортамента на прессовом оборудовании с заменой только матрицы; производство изделий с высоким качеством поверхности и высокой точностью размеров поперечного сечения, что превышает принятую точность при пластической обработке металла другими способами (например, при прокатке). Недостатки: повышенный расход металла на единицу изделия из за потерь в виде прессостатка; неравномерность механических и других свойств по длине и поперечному сечению изделия; сравнительно высокую стоимость прессового инструмента; меньшие стойкость инструмента и производительность пресса по сравнению с прокатным станом.
Волочение заключается в протягивании заготовки через сужающуюся полость матрицы. Применяют чаще при волочении проволоки – это процесс, характеризующийся постепенным однократным или многократным протягивания заготовки через специальный волочильный инструмент. Волочение проволоки значительно экономнее других способов т. к. при волочении отсутствуют потери металла в стружку, можно получить проволоку определенного диаметра с заданными свойствами. В качестве заготовки для волочения применяется катанка– 5, 5 6, 5 мм. При волочении значительная часть энергии (до 90 %), затрачиваемой на процессе волочения в результате внешнего трения и пластической деформация, превращается в тепло, которое значительно нагревает деформируемый металл, волоку и смазку. Процесс волочения сопровождается изменением геометрической формы и размеров заготовки и изменениями физико механических свойств и структуры обрабатываемого металла. Упрочнение металла при волочении называется наклепом, а структура волоченного металла в виде вытянутых по направлению волочения зерен текстурой. Различают горячее, тепловое и низкотемпературное волочение. Горячее волочение при температурах до 900 °С применяется для тех металлов и сплавов, которые при обычных температурах из за низкой пластичности не могут быть подвергнуты волочению: вольфрам, молибден, некоторые сплавы титана и алюминия. Нагрев проволоки непосредственно в технологическом потоке с волочением производится электроконтактным или индукционным методами. Тепловое волочение – при температуре до 500 °С (быстрорежущая сталь). Низкотемпературное волочение в интервале температур от 60 °С до 180 °С для производства проволоки из высоколегированных сталей с аустенитовой и аустенитно ферритной структурой, так как способствует повышению стабильности аустенита, повышению пластичности и улучшению механических свойств протянутого металла. Вибрационное волочение – волочение с наложением вибраций (200 500 Гц) на проволоку или волоку, а в некоторых случаях на проволоку и волоку одновременно.
Ковка Ковкой изменяют форму и размеры заготовки путём последовательного воздействия универсальным инструментом на отдельные участки заготовки. Пластическая обработка металлов дискретным (прерывным) воздействием универсального инструмента или воздействием соответствующей рабочей частью специального инструмента (штампа) для придания телу заданной формы и размеров называется в первом случае ковкой, а во втором штамповкой. Изделия, выполненные ковкой, называют поковками. Ковкой и штамповкой можно получать изделия с высокими механическими свойствами при минимальном расходе металла. В качестве исходных заготовок для ковки и штамповки применяют слитки и прокат. Слой металла, предусматриваемый на поверхности готовой детали для гарантии качества, называют припуском. Слой металла сверх припуска, упрощающий конфигурацию поковки, называют напуском. Поковки одной партии невозможно получить абсолютно одинаковых размеров согласно номинальным размерам чертежа. Поэтому на все размеры поковок назначают допустимые отклонения (допуски), характеризующие точность поковок.
Автоматизированная горизонтально-ковочная машина (ГКМ) и изготавливаемые изделия
Штамповка на горизонтально-ковочных машинах Горизонтально ковочная машина представляет собой механический кривошипный штамповочный пресс, имеющий разъемную матрицу, одна часть которой является подвижной – зажимной. Кроме главного деформирующего ползуна, имеется ползун, движение которого перпендикулярно движению главного. Штамп состоит из трех частей: неподвижной матрицы 3, подвижной матрицы 5 и пуансона 1, размыкающихся в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Пруток 4 с нагретым участком на его конце закладывают в неподвижную матрицу. Положение конца прутка определяется упором 2. При включении машины подвижная матрица 5 прижимает пруток к неподвижной матрице, упор автоматически отходит в сторону, и только после этого пуансон 1 соприкасается с выступающей частью прутка и деформирует ее. Металл при этом заполняет формующую полость, расположенную впереди зажимной части. Формующая полость может находиться только в матрице, только в пуансоне, а также в матрице и пуансоне. После окончания деформирования пуансон движется в обратном направлении, выходя из полости матрицы. Матрицы разжимаются, деформированную заготовку вынимают или она выпадает из них. Штамповка выполняется за несколько переходов в отдельных ручьях, оси которых расположены одна над другой. Каждый переход осуществляется за один рабочий ход ползуна. Осуществляются операции: высадка, прошивка, пробивка. За один переход можно высадить выступающий из зажимной части матрицы конец прутка только в том случае, если его длина не превышает трех диаметров. При большей длине возможен изгиб заготовки, поэтому предварительно необходимо произвести набор металла.
ШТАМПОВКА Штамповкой изменяют форму и размеры заготовки с помощью специализированного инструмента — штампа (для каждой детали изготовляют свой штамп). Различают горячую, холодную объёмную и листовую штамповку. При объёмной штамповке на заготовку, являющуюся обычно отрезком прутка, воздействуют специализированным инструментом — штампом, причём металл заполняет полость штампа, приобретая её форму и размеры. Координатный гидравлический пресс Основное назначение процессов штамповки получение фасонных штучных заготовок штампованных поковок и деталей машин, производство которых по сортаменту (типам, размерам и материалам) исчисляется миллионами штук в год.
Листовая штамповка Листовой штамповкой получают плоские и пространственные полые детали из заготовок, у которых толщина значительно меньше размеров в плане (лист, лента, полоса). Обычно заготовка деформируется с помощью пуансона и матрицы. Штампы
Заготовки из сортового проката Основное преимущество заготовок из сортового проката дешевизна. Он изготавливается из стали и цветных металлов в виде прутков с различной формой поперечного сечения (круг, квадрат, шестигранник, труба, угольник, тавр и т. п. ). Заготовки из проката нашли самое широкое применение благодаря своей простоте и дешевизне. Существенным недостатком является низкий коэффициент использования материала. Формы проката
Выбор заготовки Выбор типа заготовки фланца
Скачать презентацию Обработка металлов давлением основана на способности пластически деформироваться
Лекция- презентация ОД 5.ppt