1.2. О специальности «Машины и технология обработки металлов давлением»

Поскольку о данной специальности вы знаете меньше всего, с этого мы и начнем.

«Машины и технология обработки металлов давлением» - это современное название старинного и уважаемого во все времена кузнечного ремесла. Действительно из представителей всех ремесел только кузнеца древние греки ввели в сонм богов (Гефест). У многих других народностей кузнецы почитались за колдунов. Такое отношение становиться понятным с учетом того уровня знаний о металлах и, то, что многие орудия труда и боевое оружие производилось кузнецами, т.е. от них во многом зависела жизнь и благосостояние общины. Естественно современные автоматизированные штамповочные комплексы, имеющие много десятков метров в длину и высотой с многоэтажный дом, оснащенные роботами и управляемые ЭВМ – мало напоминают кузнеца с кувалдой. Единственное, что их роднит это то, что изделие получают в результате пластической деформации металла или, как часто еще говорят, путем обработки металлов давлением (ОМД). Этот процесс похож на лепку из пластилина, которой вы все, наверное, занимались в детстве.

1.3. Место омд среди методов формообразования

деталей

Развитие народного хозяйства страны в значительной мере опреде­ляется ростом объема производства металлов, расширением сортамен­та изделий из металлов и сплавов и повышением их качественных по­казателей.

Металлы наряду со способностью деформироваться обладают также высокой прочностью и вязкостью, хорошей тепло и электропро­водностью. При сплавлении металлов в зависимости от свойств со­ставляющих компонентов создаются материалы с высокой жаростой­костью и кислотоупорностью, магнитными и другими полезными свой­ствами.

Использование металлов человеком началось в глубокой древности (более пяти тысячелетий до н.э.). Вначале находили применение цвет­ные металлы (медь, сплавы меди, золото, серебро, олово, свинец и др.), позднее начали применять черные — железо и сплавы на его основе.

Длительное время, производство металлов, носило примитивный характер и по объему, было весьма незначительным. Однако в конце XIX в. мировая выплавка стали резко возросла с 0,5 млн. т в 1870 г. до 28 млн. т в 1900 г. Еще в большем объеме растет металлургическая промышленность в XX столетии. Наряду с увеличением выплавки стали, появилась необходимость организовать в больших масштабах получение меди, цинка, вольфрама, молибдена, алюминия, магния, титана, бериллия, лития и других металлов.

Металлургическое производство подразделяется на две основные стадии. В первой, получают металл заданного химического состава из исходных материалов. Во второй стадии металлу в пластическом со­стоянии придают ту или иную необходимую форму при практически неизменном химическом составе обрабатываемого материала.

В основу технологии обработки металлов давлением положено развитие методов и средств формообразования полуфабрикатов и деталей из металлов и сплавов при наимень­ших затратах непосредственного и овеществленного труда по­средством пластической деформации (т. е. без снятия стружки).

Способность металлов принимать значительную пластическую деформацию в горячем и холодном состоянии широко используется в технике. При этом, изменение формы тела осуществляется преимущественно с помощью давящего на металл инструмента. Поэтому полученное изделие таким способом называют обработкой металлов давлением или пластической обработкой.

Обработка металлов давлением представляет собой важный тех­нологический процесс металлургического производства, который обеспечивает не только придание слитку или заготовке необходимой формы и размеров, но совместно с другими видами обработки сущест­венно улучшаются механические и другие свойства металлов.

Прокатка, волочение, прессование, ковка, штамповка представля­ют собой различные виды обработки металлов давлением в пластиче­ском состоянии.

Ковка и штамповка металла включает такие процессы получения изделий, как ковка, объемная горячая штамповка и штамповка листо­вого и пруткового материала в холодном состоянии.

Место процессов пластического деформирования в общем клас­сификаторе методов первичной технологии показано на рис. 1.

Множество процессов получения элементарных деталей и их полуфабрикатов из металлов и сплавов, применяемых в обществен­ном производстве, можно подразделить на следующие пять основ­ных классов, определяющих, соответственно пять основных видов первичной технологии (рис. 1).

I класс — процессы формообразования деталей путем удале­ния излишка материала из заданного объема (заготовки) и прида­ния им требуемой конфигурации и свойств, предусмотренных конфигурацией деталей (лезвийное удаление или резание, элек­трохимическая обработка, электрофизические методы обработки, оплавление, испарение и т. д.). Механические свойства получае­мой детали в этом случае равны или ниже механических свойств исходного полуфабриката.

II класс — синтезирование (конденсация) из дискретных и элементарных частиц (прессование из гранул, проволоки, волокон, мелкодисперсных порошков, осаждение и конденсация из моле­кул и атомов). Механические свойства детали в этом случае при­ближаются к механическим свойствам дискретных частиц,

Рис. 1. Принципиальная классификация первичной

техно­логии металлов и место в ней процессов

обработки металлов давлением

Ки.м. — коэффициент использования материала;

МЕ — металл;

Fв — внешние силы; СПЛ — сплав.

III класс — процессы формообразования деталей из расплава на основе использования свойств металлов и сплавов принимать жидкое агрегатное состояние (литейные процессы),

IV класс — процессы формообразования, основанные на ис­пользовании способности металлов и сплавов при определенных условиях необратимо изменять свою форму без разрушения (про­цессы обработки металлов пластическим деформированием, давлением),

V класс — процессы формообразования сложных деталей и узлов путем соединения элементарных деталей и их частей раз­личными методами образования межатомных связей (сваркой, пайкой, пластической деформацией и т.д.),

Процессы этих классов применяют отдельно и в сочетании друг с другом, т. е. в виде сложных, комплексных процессов для формообразования штампосварных, литосварных и других слож­ных деталей.

Вопросы для самоподготовки

1. Как возникли первые учебные заведения высшего образования?

2. Что определяет внутренний распорядок ВУЗа?

3. Что регламентирует выбор и обьем дисциплин изучаемых в ВУЗе?

4. Каков порядок и правила сдачи сессии?

5. Как возникло кузнечное ремесло?

6. Какие свойства металлов используются в ОМД?

7. Какие технологии наиболее широко используются в машиностроении?