Лекция №2 основные понятия о специальности митод

2.1. Виды обработки металлов давлением

Обработкой давлением называют технологический процесс получения деталей из заготовок пластическим деформированием в холодном или горячем состоянии. Деформирование осуществляется приложением внешних сил. В результате заготовка за счет пластического перераспределения исходного материала приобретает требу­емую форму и размера.

Данным способом получают заготовки для последующей механической обработки в готовые детали, поступающие непосредственно на оборку. В настоящее время обработке давлением подвергается: 90% выплавляемой стали, 55 – 60% цветных металлов и их сплавов, различные виды пластмасс и другие неметаллические материалы.

Обработка давление является высокоэкономичным и прогрес­сивным технологическим процессом. Кованые и штампованные детали составляют 60 – 85% деталей автомобилей, тракторов, самолетов, тепло- и электровозов и других машин и механизмов.

При обработке давлением получают не только определенную форму и размеры, но и достигают требуемых показателей механиче­ских свойств металла.

В зависимости от формы и размеров деталей, массовости их производства наибольшее распространение получили следующие виды обработки металлов давлением: прокатка, волочение, прессование, свободная ковка, объемная штамповка и листовая штамповка.

Прокаткой называется процесс деформирования металла в го­рячей или холодном состоянии вращающимися валками (рис. 2). При прокатке уменьшается высота заготовки, увеличивается длина и меняется форма поперечного сечения. Прокатка отличается высокой производительностью, малой себестоимостью продукции и явля­ется наиболее распространенным видом обработки давлением. Прокатке подвергаются: 75-78% всей выплавляемой стали и 55% цветнях металлов и сплавов.

Огромное значение прокатного производства в народном хо­зяйстве подтверждается ежегодным увели­чением выпуска проката. Среди различных методов пластической обработки - прокатка зани­мает особое положение, поскольку, данным способом производят изде­лия, пригодные для непосредственного (в состоянии поставки) исполь­зования в строительстве и машиностроении.

Прокаткой изготавливают: рельсы, балки, листы, ленты, прутки, различного поперечного сечения, а также трубы, гнутые профили, бан­дажи, зубчатые колеса, шары и т.д..

Прокаткой получают также разнообразные виды заготовок, ко­торые являются исходным материалом для других способов обработки. Так, горяче­катаная и холоднокатаная листовая сталь, полосы и ленты в больших количествах идут для листовой штамповки. При ковке в штампах в качестве исходного продукта используют преимущественно катаную за­готовку.

Рис. 2. Схема процесса и образцы продукции, получаемые

прокаткой

Волочение (рис.3) заключается в протягивании заготовки че­рез отверстие в волоке. При волочении уменьшается площадь поперечного сечения и увеличивается длина заготовки. Протягивание осуществляется в холодном состоянии, что обеспечивает получение продукции с высокой точностью и хорошей чистотой поверхности. Исходным материалом при воло­чении является катанка, получаемая на проволочных станах.

Волочением изготавливают проволоку диаметром от нескольких микрон до 16 мм, высококачественные трубы с диаметром от 0,2 до 20 мм; а также сплошные и пустотелые профили разнообразной конфигурации и т.д.

Рис. 3. Схема процесса волочения и образцы продукции,

получаемые волочением

Прессование (рис. 4) заключается в выдавливании нагретой заготовки из контейнера через отверстие в матрице. Прессованием изготавливают простые и сложные, сплошные и пустотелые профили с постоянным или переменным поперечным сечением. Прессованием можно получить практически любые сложные профили. Продукция прессования имеет высокую точность, хорошую чистоту поверхности и не нуждается в последующей механической обработке,

Рис. 4. Схема процесса прессования

Рис. 5. Примеры изделий получаемых прессованием

Свободная ковка состоит в деформировании нагретой заготовки универсальным инструментом (бойками) (рис.6). Свободная ковка применяется в единичном и мелкосерийном производстве фасонных поковок весом до 100-200 кг, в серийном и массовом производстве - при весе поковок свыше 1000 кг. Поковки весом более 2000 кг получают только свободной ковкой, причем вес поко­вок может достигать 250 т. При ковке деформирование заготовки осуществляется с помощью универсального подкладного инструмента или бойков.

Рис. 6. Схема операции осадки при свободной ковке

Рис. 7. Примеры изделий получаемых свободной ковкой

Бойки чаще всего бывают плоскими, однако применяют вырезные и закругленные бойки. Нижний боек обычно неподвижен, верхний совершает возвратно-поступательное движение. В результате много­кратного и непрерывного воздействия инструмента заготовка посте­пенно приобретает необходимую форму и размеры.

Горячая объемная штамповка заключается в деформировании нагретой заготовки с помощью специализированного инструмента (штампа), имеющего ручей, соответствующий по конфигурации форме будущей детали (рис. 8).

При объемной штамповке придание заготовке заданной формы и размеров осуществляется путем заполнения металлом рабочей плоско­сти штампа.

Горячая объемная штамповка является основным, высокопроизводительным и экономичным способом производства мелких и средних поковок в массовом и крупносерийном производстве. Применяется для изготовления фасонных деталей сложной формы весом до 1000 кг.

Рис. 8. Пример операций и продукции, получаемые горячей объемной штамповкой

Область применения ковки и штамповки в современном массовом и крупносерийном производстве непрерывно расширяется и имеет тенденцию к внедрению специальных инструментов и штампов, механизации кузнечных и транспортных операций, специализации кузнечных цехов на выпуск однотипных изделий, что дает возможность осу­ществлять автоматизацию процессов, создавать поточные и автоматические линии производства поковок в сочетании с автоматизацией внутрицехового транспорта.

В кузнечном и штамповочном производстве продолжают совершенствоваться способы нагрева металла путем применения электронагрева индукционного и контактного.

Листовая штамповка (рис. 9) заключается в разрезке (разделении) или формоизменении плоской листовой или трубной заготовки с помощью специальных штампов.

Листовая штамповка является таким видом пластической обработ­ки металла, когда для получения деталей типа колпачков, втулок и других в качестве исходного материала используют лист или ленту. При этом обработка выполняется без значительного изменения толщины заготовки.

Рис. 9. Пример операций и продукции, получаемые листовой штамповкой

Листовая штамповка – один из наиболее высокопроизводительных и автоматизированных способов получения разнообразных плоских и пространственных деталей в авто-, тракторостроении, самолето и приборостроении и других областях промышленности.

Детали, изготавливаемые листовой штамповкой, имеют высокую точность размеров, хорошую чистоту поверхности и, как правило, поступают на сборку без дополнительной механической обработки. Значительно возрастает производство изделий листовой штампов­кой, особенно в сочетании со сваркой, клепкой, закаткой, что при со­кращении трудоемкости сборочных работ снижает массу машин без уменьшения их прочности. Получают дальнейшее развитие холодная высадка, холодная объемная штамповка, калибровка, выдавливание и др.