СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ (ОМД)

Производство металлопроката Изделия, относящиеся к категории металлопроката, могут изготавливаться методом горячей и холодной прокатки на прокатных станах металлургических заводов

При продольной прокатке деформация металла происходит между вращающимися в разные стороны валками. При этом уменьшается площадь поперечного сечения заготовки и увеличивается главным образом её длинна.

Определение условия захвата заготовки Qx> PX. где f - коэффициент трения между валками и заготовкой, a - угол захвата. PX=Psin a. P f cos a > P sin a f cos a > sin a, f > tga, т. е. для осуществления захвата заготовки валками тангенс угла захвата a должен быть меньше коэффициента трения. Максимальный угол захвата при горячей прокатке принят 15 … 22°, а при холодной – 3 … 8°.

Прокатный стан - комплекс технологических машин, обеспечивающий полученные изделия прокаткой. Прокатные валки - основной инструмент, который выполняет деформацию металла. По назначению прокатные станы подразделяются: - для производства полупродукта (блюминг 1500, стан 3600 и т. д. ); - для выпуска готового продукта (сортовой прокат и т. д. ).

Продукция прокатного производства

Производство сортового проката

Сортовой прокат: • профили общего назначения (круг, квадрат, лента, полоса, швеллер, двутавр, катанка и т. д. ); • профили специального назначения (рельсы, профили сельскохозяйственного назначения).

Виды прокатной продукции

Основные операции прокатки сортового металла • нагрев до 1100 - 1250 градусов по Цельсию; • подачу нагретой заготовки к рабочим клетям и прокатку в несколько проходов в калибрах, постепенно приближающих сечение исходной заготовки к сечению готового профиля; • резку проката пилами или ножницами на части требуемой длины или сматывание в бунты; • охлаждение на холодильниках; • правку на роликовых правильных машинах; • контроль и отправку на склад готовой продукции.

Размеры сортового проката

Специальные виды проката • К группе специальных видов проката относится тонкостенный прокат, например, гнутые профили, периодический прокат для нужд серийного машиностроения.

Производство листового проката

Основные операции технологического процесса • подача слябов со склада к нагревательным печам; • нагрев; • подача к рабочей клети стана и прокатка в несколько проходов (пропусков между валками), причем в первые проходы для получения листов требуемой ширины сляб иногда подается в валки поперек или под углом; • правка на роликовых правильных машинах; охлаждение на холодильниках; контроль и разметка; • обрезка продольных кромок; • обрезка концов; • разрезка на листы определенной длинны; • термическая обработка (по требованию заказчика или обязательно по технологии); • отправка на склад готовой продукции.

Прокатные трубы

Производство бесшовных труб -получение толстостенной пустотелой заготовки (гильзы), - раскатывание гильзы в готовую трубу со стенкой заданной толщины.

Производство сварных труб

Преимущества: Прессование - деформирование малопластичных материалов; - получение профилей сложной формы; - высокая точность профиля. Недостатки: - значительные прилагаемые усилия деформирования; - сильный износ инструмента; - большие отходы (до 40%).

Прессование – способ обработки металлов давлением, заключающийся в выдавливании металла из замкнутого контейнера через отверстие в матрице, соответствующее сечению выдавливаемого профиля. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРЕССЫ ВЕРТИКАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

Схемы процесса прессования и получаемые профили: а – прямое прессование; б – обратное прессование

Основные величины, характеризующие деформацию Основными величинами, характеризующими деформацию при прессовании, являются коэффициент вытяжки: и степень деформации: где F 0 – площадь поперечного сечения заготовки; F 1 – площадь поперечного сечения получаемого профиля. Степень деформации влияет на величину и равномерность механических свойств полученного материала, а также на усилие прессования.

Волочение - процесс протягивания заготовки через отверстие с целью уменьшения размеров ее поперечного сечения и соответствующего увеличения длины. Деформация при волочении измеряется коэффициентом уменьшения диаметра К, получаемым по формуле: K= d/D, где D и d - соответственно диаметры проволоки до после волочения. Значения К бывают в пределах от 0, 7… 0, 85 в зависимости от материала прутка.

Волочение а б Схемы процесса волочения (а) и матрицы (б) 1 – заготовка, 2 – матрица (волока); I – входящая (смазывающая) зона; II – деформирующая зона; III – калибрующая зона; IV – выходной конус

Волоки и фильеры из синтетического алмаза Инструмент с отверстием через которое производится протягивание заготовки, называется волокой или фильерой. Матрицы изготавливают из инструментальных сталей или твердых сплавов, а иногда из алмаза. Этим обеспечивается длительность работы волоки и неизменность поперечного сечения получаемой продукции. из ВК 8, ВК 20

Назначение волочения Методом волочения получают: - проволоку диаметром от 0, 002 до 10 мм; - проводят калибровку труб диаметром от капиллярных до 500 мм; - профили круглого, квадратного, сегментного и других сечений.

Свободная ковка Свободной ковкой называется способ горячей обработки металлов давлением, при котором деформация происходит под действием ударной нагрузки молота или нажатия пресса. При ковке формоизменение заготовки происходит в результате течения металла в направлениях, перпендикулярных движению инструмента. К основным операциям ковки относятся: осадка, высадка, протяжка кузнечная, гибка, прошивка, скручивание, отрубка (разрубка), штамповка в подкладных штампах.

Основные операции свободной ковки Осадка - операция увеличения площади поперечного сечения исходной заготовки за счет уменьшения ее высоты. Осадка применяется для изготовления шестернь , дисков и других изделий. Разновидностью осадки является высадка , заключающаяся в местном увеличении поперечного сечения. Применяется для получения головок болтов, буртов, фланцев и т. д. Протяжка - операция увеличения длины исходной заготовки за счет уменьшения площади поперечного сечения. Применяется при изготовлении поковок с удлиненной осью (валов, шатунов, рычагов). Гибкой называется операция, посредством которой заготовке придают изогнутую форму по заданному контуру. Этой операцией изготавливают угольники, скобы, крюки и т. д. Скручивание представляет операцию поворота одной части поковки относительно другой вокруг продольной оси. Применяется при изготовлении коленвала, сверл и др. Рубка - операция отделения одной части заготовки от другой. Прошивка – операция получения в заготовке отверстия. Штамповка в подкладных штампах применяется в мелкосерийном производстве при получении поковок сложной конфигурации, которые трудно получить за счет перечисленных выше операций. В подкладных штампах получают небольшие поковки в мелкосерийном производстве.

Оборудование для ковки МАШИНЫ ДИНАМИЧЕСКИЕ МАШИНЫ СТАТИЧЕСКИЕ (МОЛОТЫ) (ПРЕССЫ) Гидравлические прессы ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПАРОВОЗДУШНЫЕ приводятся в действие с помощью жидкости (воды, Пневматические молоты работают масла) и относятся к от электродвигателя, приводящего в механизмам, не имеющим действие компрессор и рабочий жесткого хода. В период поршень молота. Вес падающих рабочего хода гидравлических частей таких молотов составляют от прессов энергия вводится 100 до 1000 кг. ; КПД их невысок. непрерывно и скорость их Более широкое распространение подвижных частей возрастает. получили паровоздушные молоты. Используются для ковки Они приводятся в действие паром крупных слитков. Усилие или сжатым воздухом давлением прессов может быть от 50 до 7… 9 атм. Вес падающих частей 70000 тс; КПД, учитывающий 1… 5 т. потери на трение, составляет 0, 8… 0, 9.