ГоловнаЗворотній зв'язок

Металургія.

8. ОБРОБКА МЕТАЛУ ТИСКОМ

8.1. Вальцювання

Після розливання металів і сплавів у виливниці чи на машинах безперервного розливання отримані заготівки надходять на вальцювання. Його проводять на вальцівнях.

Вальцювання є найпоширенішим видом оброблення тиском металів, сплавів та інших конструкційних матеріалів.

Вальцюванням називають спосіб виготовлення виробів обтисканням заготівки обертовими валками вальцівні.

Виріб, отриманий вальцюванням, називають вальцівкою.

У початковий момент, коли заготівка торкається валків вальцівні, виникають сили тиску (FТ.) і тертя (Fтер.) (рис. 9, а). Розкладемо ці сили на складові і проаналізуємо: складова сили тиску (Р) буде виштовхувати заготівку з-між валків вальцівні; складова сили тертя (R) навпаки втягуватиме її в зазор між валками.

Рис. 9. Схеми вальцювання:

а - поздовжнє;

б- поперечне;

в - поперечно-гвинтове

 

Види вальцювання. На практиці застосовується такі основні види вальцювання: поздовжнє, поперечне та поперечно-гвинтове (рис. 9).

При поздовжньому вальцюванні (рис. 9,а) валки 1 обертаються на зустріч один одному, а заготівка 2 рухається перпендикулярно до осей валків. Товщина (висота) заготівки зменшується, а довжина та ширина збільшується. Це найпоширеніший вид вальцювання. Близько 90% усієї продукції отримують цим способом.

У процесі поперечного вальцювання (рис. 9 ,б) валки 1 обертаються в одному напрямі, а заготівка 2, яка обтискається ними у протилежному. Так виготовляють, наприклад, трибові колеса.

Поперечно-гвинтове вальцювання (рис. 9, в) характеризується розташуванням валків 1 під кутом один до одного. Валки обертаються в одному напрямі й надають заготівці 2 одночасно обертального та поступального руху. У результаті додавання цих рухів заготівка переміщується по гвинтовій лінії.

Поперечне та поперечне-гвинтове вальцювання використовують для виготовлення безшовних труб, куль для млинів тощо.

Вальцівні. Вальцівня складається з робочої машини та привода. Робоча машина має одну або кілька клітей. Кожна кліть складається з комплекту валів, установлених між парою станин. Привод складається з двигуна та передавальних механізмів.

Вальцівні класифікують за призначенням, кількістю та розміщенням валків у клітях, взаємним розміщенням клітей.

Види вальцівок. На вальцівнях отримують готові вироби та заготівки для подальшого оброблення куванням, штампуванням, пресуванням, волочінням або різанням.

8.2. Вільне кування та штампування

Куванням називають спосіб виготовлення виробу деформуванням нагрітої заготовки під дією молота або преса.

У процесі кування метал вільно переміщується від центра до країв заготівки, тому кування називають вільним (рис. 10).

Рис. 10. Схеми способів виготовлення виробів тиском:

а - кування;

б - об'ємне штампування;

в - листове штампування (1 - заготівка)

 

Виріб виготовлений куванням, називають поковкою, а цех, в якому її виготовляють - ковальським.

Для виготовлення поковок використовують продукцію ливарних і вальцювальних цехів. Кування застосовують в одиничному та мало серійному виробництві. Готові поковки мають різні форму та масу: від кількох грамів до 300 т і більше.

У більшості випадків поковки є заготівками, з яких різанням виготовляють деталі машин. Вони мають великий припуск на оброблення.

У процесі виготовлення поковок відходи становлять 25-30% маси заготівки, із них 2-3% -це окалина, яка утворилася за одне нагрівання заготівки. Чим складніша форма заготівки, тим більше разів її нагрівають.

Вільне кування проводять ручним і машинним способом. Інструментами в процесі кування є ковадло, молоти, сокири, обтискачі, прошивки тощо.

Технологічний процес кування складається з окремих операцій, основними з яких є протягування, осаджування, згинання, рубання та ін.

Штампування. Штампуванням називають спосіб виготовлення виробів за допомогою спеціальних форм-штампів.

Кожний штамп призначений для отримання виробів лише певної форми та розміру.

Виріб отриманий штампуванням називають штамповкою.

Порівняно з вільним куванням об'ємне штампування має такі переваги: невеликі вимоги до фаховості працівників; отримані вироби (штампівки) мають менший припуск на оброблення різанням (у 3-4 рази); точніша форма штампівок; вища продуктивність (у 50-100 разів) тощо.

Недоліками об'ємного штампування є обмеженість маси штампівок (0,3-100 кг, у деяких випадках - до 1,5 т); кожна нова штампівка потребує виготовлення нового штампа (вартість штампів дуже велика і вони придатні лише для даного виробу-штампівки).

Технологічний процес об'ємного штампування складається з таких операцій: різання вальцівок на заготівки певного розміру та маси; нагрівання заготівок; штампування нагрітих заготівок; обрізування зайвого металу (облоїв); правлення штампівок; термічна обробка;очищення поверхонь штампівок від окалини тощо.

Листове штампування - економічний і продуктивний спосіб виготовлення як простих, так і складних за формою виробів.

Листовим штампуванням виготовляють деталі велосипедів, автомобілів, мотоциклів, рами та кузови автомобілів, деталі приладів, літаків, вагонів тощо.

Основний недолік листового штампування - значні відходи (до 40%).

8.3. Волочіння та пресування

1. Волочіння. Волочінням називають спосіб виготовлення виробів протягуванням заготівки через спеціальний отвір під дією зовнішньої сили.

Інструмент, в якому зроблено кілька отворів, називають волочильною дошкою, волокою або матрицею. Волоки виготовляють з інструментальної сталі, твердих сплавів і технічних алмазів. Для зменшення тертя в отворі волоки заготівку змащують мінеральними мастилами, графітом або іншими речовинами. Змащування зменшує витрати енергії та шорсткість поверхні виробу. На рис. 11 ,а схематично зображено процес волочіння: загострену заготівку 2 протягують через отвір волоки 1 і одержують виріб 3.

Виріб отриманий волочінням називають волочівкою. Волочінням виготовляють тонкий дріт (діаметром 16-0,002 мм), прутки різного профілю та труби з товщиною стінки 0,05-15 мм. Вироби, виготовлені волочінням, мають велику точність розмірів, а поверхня - малу шорсткість.

Рис. 11. Схеми способів виготовлення виробів тиском:

а – волочіння, б – пресування

 

У процесі волочіння заготівка може бути гарячою або холодною.

2. Пресування. Пресуванням називають спосіб виготовлення виробів витисканням заготівки із замкненої порожнини (контейнера) через отвір у матриці.

У процесі пресування (рис. 11, б) конструкційний матеріал (заготівка) переміщується лише в напрямі отвору. Отвори можуть мати різну форму. У процесі пресування отримують вироби, поперечний переріз яких відповідає формі отвору.

Виріб отриманий пресуванням називають пресівкою.

Пресування є двох видів - однобічне та зустрічне.

У ході однобічного пресування (рис. 11, б) напрями руху (переміщення) заготівки та пуансона збігаються. Нагріту заготівку 1 закладають у контейнер 2, куди вкладають також прес-шайбу 3. Пуансон 4 тисне на прес-шайбу, внаслідок чого метал заготівки витискається через отвір матриці 5 у вигляді прутка (виробу) 6. Витиснути з контейнера весь метал не вдається. У ньому залишається 8-12% маси заготівки. Однобічним пресуванням виготовляють труби і дріт.

У ході зустрічного пресування матриця поєднана з прес-шайбою.

 

 

 

12