Продукция прокатного производства.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Прокат применяется для изготовления заготовок деталей механических цехов, поковок и штамповок в кузнечно-штамповых, заготовок для строительных конструкций. Форма поперечного сечения проката называется профилем. Совокупность различных профилей разных размеров называется сортаментом. Сортомент прокатываемых профилей разделяют на 4 основных группы: сортовой прокат, листовой, трубы и спец. виды проката.

Профили сортового проката (рис.3.5) подразделяют на две группы: простой геометрической формы (квадрат, круг, шестигранник и т.д.) и сложной- фасонной формы (швеллер(а), двутавровые балки (б), рельсы (в), уголки (д) и т.д.).

См. Рис.3.5.

Цветные металлы и их сплавы прокатывают на простые профили- круглый, квадратный, прямоугольный.

Листовой прокат получают из сталей и цветных металлов.Листовую сталь разделяют на толстолистовую (толщина 4-160мм., броне до 550мм.) и тонколистовую (4-0.2мм.).Листы менее 0.2мм. называются фольгой. Листы цветных сплавов имеют толщину 0.2-25мм.

Трубы стальные разделяются на бесшовные диаметром 30-650мм. d2-160мм. сварные (5-2500) стальные листы и трубы кроме этого подразделяют по назначению.

Спец. виды проката - вагонные колеса, кольца, зубчатые колеса, периодические профили.

Пример периодического профиля.

См. Рис.3.6.

Оборудование и инструмент для прокатки.

Прокатку осуществляют в прокатных цехах, включающих (рис.3.7.) отделения нагрева заготовок, прокатный стан и отделения отделки проката (зачистка, т/о, контроль).

См. Рис.3.7.

Прокатные станы включают прокатную клеть (клети) и вспомогательное оборудование. Клеть включает станину и прокатные валки (минимум два).

Валки приводят в движение с помощью привода, включающего электродвигатель, редуктор, шестеренную клеть.

Прокатку блюмсов, сорта, профиля осуществляют в калиброванных (ручьевых) валках, листы и полосы прокатывают с гладкой поверхностью- бочкой(рис.3.8.).

Ручьем на валке называют вырез нужного профиля. Два ручья образуют калибр. От заготовки до готового профиля металл проходит несколько калибров, так чтобы m не превышало 1.1-1.6.Постепенно металл приобретает нужную форму и размер сечения.

См. Рис. 3.8.

Слитки деформируют на обжимных станах: квадратные на блюмингах и получают квадратные блюмы (150*150¸ 450*450мм.); плоские на слябингах в толстые листы - слябы. Блюминги классифицируют по диаметру валков (1100, 1300 мм.); слябинги по ширине бочки (до 2300 мм.).

Обжимные станы имеют одну клеть. Валки в них могут менять направление вращения станы называют диверсионными. Это необходимо для многократного пропуска деформируемого металла в прямом и обратном направлениях.

На современных сортовых станах заготовка движется в одном направлении (вперед) и проходит через несколько клетей в каждой из которых свой калибр. Такие станы называют непрерывными.

В старых прокатных цехах (на пример п/о ВЗ) клети расположены в одну линию, так чтобы использовать один привод (рис.3.9.) такие станы называют линейными

.См. Рис.3.9

При прокатке тонких листов в холодном состоянии диаметр рабочего валка уменьшают для уменьшения площадки контакта.Это позволяет увеличить удельное давление обжатия. Но тонкий валок непрочен. Его окружают опорными валками т.е. применяют многовалковую клеть.

См.Рис.3.10.

К вспомогательному оборудованию стана относят: рольганги (вращающиеся ролики) для транспортировки заготовок и проката, ножницы или пилы для порезки проката, линейки с упорами и др. оборудование.

Кроме обжимных, сортопрокатных и листовых станов существуют станы для получения других видов проката, рельсобалочные, трубопрокатные, станы для специальных видов проката.

Сортовые станы оценивают по диаметру валков последней(чистовой) клети. Этот показатель позволяет судить о размерах(сечениях) производимого станом профиля. Так на п/о ВЗ стан 2.50 производит профили небольших сечений.

Технология производства основных видов проката.

Исходной заготовкой при прокатке являются слитки: стальные - массой до 60 т. и цветных сплавов до 10 т.

При прокатке сортовых профилей стальной слиток до 12 т. прокатываются на обжимных станах на блюмах

От 150 x 150 до 450 x 450 мм. Блюмы после зачистки катаются на сортовых станах в горячем состоянии до промежуточного или конечного профиля.

В ходе прокатки на сортовых станах с готовой продукции металл последовательно пропускается через обжимные калибры (уменьшают сечение), через черновые (начинают формировать нужный профиль) и через чистовые (обеспечивают окончательные размеры и профиль) всего 10-20 калибров. В ходе прокатки сорт режется на мерные длины, проволока сматывается в бунты.

При прокатке листового металла плоские слитки массой до 45 т. прокатываются на слябы толщиной 65-300 мм.

Из слябов на листовом стане обычно с черновой и чистовой клетями получают горячей прокаткой толстые листы - толщиной до 4 мм. Тонкие листы до 2 мм. получают горячей прокаткой, менее 2 мм. - холодной, т.к. они быстро стынут и в горячем состоянии их прокатать сложно. Правда, иногда тонкую часть катают в горячем состоянии пластами, т.е. одновременно несколько листов. Толстый лист и тонкие готовые листы правятся, режутся, отделываются. Тонкий лист- заготовка под дальнейшую прокатку (холодную) сматывается в рулоны. При прокатке листов, особенно холодных, важно избавиться перед прокаткой от окалины, которая недопустима на поверхности листов. При горячей прокатке это делают с помощью окалиноломателя: окалина ломается после небольшой деформации в валках окалиноломателя и сбивается струей воды или воздуха.Перед холодной прокаткой горячекатаные листы очищаются от окалины травлением в растворах кислот с последующей промывкой.

Для повышения коррозийной стойкости листы покрывают (плакирование) пластиками ( полиэтилена, хлорвинилом и др.), жесть лудят.

Для плакирования листы тщательно очищают химическими способами, наносят клей, нагревают ~ до 200^оС наносят пленки и прокатывают при минимальных давлениях.

Лужение осуществляют либо путем погружения листа в расплавленное олово либо электролитическим способом.

Для цветных металлов все шире применяется бесслитковая прокатка. Расплавленный металл непрерывно льется между водо-охлаждаемых валов, из которых выходит толстый лист (рис.3.10), попадающий сразу же в валки листопрокатного стана.

Прокаткабесшовных труб производиться из крупных слитков на поперечно-винтовом стане (косая прокатка). Полученную заготовку прокатывают между валками (1) имеющими круглые калибры (рис.3.11).Толщина стенки получаемой трубы определяется величиной зазора между оправкой (2) и калибра валка. Оправка удерживается между валками стержнем, т.е. длина трубы меньше длины стержня.

Сварные трубы получают из ленты (штрипса) или листов, ширина которых равна окружности трубы. С помощью валков и роликов ленту или лист сворачивают в трубу и края сваривают.

Сварка может быть: печной, электросварка сопротивлением или дугой под слоем флюсов. При печной сварке штрипсы, нагретые длинной проходной печи, непрерывно подаются в прокатный стан, где кромки получаемой трубы обдуваются воздухом с кислородом и свариваются за счет обдува температура кромок повышается до 1500 ^оС и при сжатии и подстуживании они свариваются. Это самые низкокачественные, но и самые дешевые трубы.

За счет электросопротивления свариваются края также небольшого диаметра процесс также непрерывный.

Сварка под флюсом применяется для труб крупного диаметра- до 2400 мм..

Технология производства спец. проката может быть самой различной в зависимости от вида проката.

Так шарики подшипников d> 15мм. получают из круглых прутков поперечно-винтовой прокаткой в валках, имеющих винтовую нарезку.

Прокатка на роликошайбочных станах можно получать фасонные профили из тонкого листа (рис.3.12.).Это осуществляется путем последовательной гибки листов без деформации металла. Гибочные станы обычно многоклетьевые.В каждой осуществляется одно из движений гиба.Профили идут в строительную, машиностроительную и др. отрасли, обеспечивая экономию до сорока процентов в сравнении с катаными профилями аналог. жесткости.

Периодические профили.

Их чаще всего получают на трехвалковых станах.

Пресспрокатка.

Этим методом можно получать весьма сложные сплошные и полые заготовки из порошковых материалов

См. Рис.3.13.

Постоянные по длине заготовки сечения можно получать также прессованием и волочением.

Прессование.

При прессовании металл (1) выдавливается пуансоном (2) из замкнутой полости через отверстие в матрице (3), соответствующее сечению прессуемого профиля (рис.3.14.).

См. Рис.3.14 и Рис.3.15.

Прессованием можно получать как сплошные, так и полые профили. Если необходимо получить отверстие применяют заготовку с отверстием, в которую вводят иглу нужного профиля 4.

Исходной заготовкой является слиток или прокат, поверхность которых должна быть тщательно очищена от окалины. Часто заготовку обтачивают. Преимущества этого вида деформации

1. При прессовании металл подвергается всестороннему сжатию. В этом случае пластичность металла значительно выше, чем при других способах деформации, что позволяет деформировать в горячем состоянии металлы низкопластичные (даже чугуны).

2. Прессованием получают сложные профили, которые не могут быть получены другими видами обработки металлов давлением.

3. Точность прессованных профилей выше, чем прокатанных.

При прессовании в матрице создаются тяжелые условия - высокая температура и большие давления. Велик износ инструмента, особенно в случае прессования сталей. Для уменьшения износа применяют спец. смазки, например, жидкое стекло.

Основным оборудованием являются горизонтальные или вертикальные механические (до100мм.) или гидравлические (до700мм.) прессы. Прессованию подвергают в основном цветные металлы и реже стали.

Изготовляют прутки Æ 3-250мм, трубыÆ 20-400мм при d1, 5-12мм, полые сложные сечения с постоянным или изменяющимся (плавно или ступенчато) сечением по длине. Можно получать практически любые контуры наружного и внутреннего сечения.

Недостатки - пресс-остаток (10-20%), высокая стоимость инструмента, появление в некоторых случаях не равномерности мех. свойств. Уменьшение пресс-остатка возможно при обратном прессовании: матрица закреплена на пуансоне, и заготовка выдавливается в полый пуансон.

Волочение.

При волочении (рис.3.16.) заготовку (1) протягивают через постоянно сужающееся отверстие в инструменте-волоке (3) . Волочение обычно осуществляется в холодном состоянии. Исходные заготовки прокатанные или прессованные прутки и трубы из стали, цветных металлов их сплавов.Если волочение делают только для повышения точности размеров и качества поверхности, то обработку называют калибровкой.

Основные преимущества процесса волочения:

1. Высокая точность получаемых размеров.

2. Высокое качество поверхности.

3. Возможность получения очень тонких профилей.

Усилия необходимые для волочения (рис. 3.17 а) может обеспечиваться за счет вращения барабана (1), на который наматывается проволока, трубы небольшого диаметра, прошедшие через волоку (2).

См. Рис. 3. 17 а

Другим вариантом волочения является прямолинейное движение - протягивания (рис.3.17 б) прутков и труб, которые не могут наматываться на барабан.

См. Рис.3.17 б

- Клещи протягиваются с помощью цепной передачи.

- Усилия волочения понижают с помощью смазок: жидких (масла), жидких с добавлениями талька, графита; сухих - порошков, мыла.

Ковка.

Сущность процесса ковки.

Ковка - это деформация металла между двумя бойками простой или, как говорят, универсальной формы, т.е. пригодной для многих деталей.

Сравним это определение с объемной штамповкой. Объемная штамповка - это деформация между двумя бойками (штампами), образующими полость соответствующую по размерам и форме изготовляемой детали.

Ковка осуществляется последовательными ударами кувалды, бойка молота или нажимами бойка пресса с примением различного инструмента.

В литом металле дендритная структура после уковки более 2, 5 (уковка=F_исх/F_кон) превращается в волокнистую, а в деформированном (прокатанном) металле после уковки более 1, 5 волокнистость приобретает контуры детали. Ковка, как правило, осуществляется в горячем состоянии.

Основные операции ковки.

К основным операциям ковки относятся: осадка 1, высадка 2, протяжка 3, протяжка на оправке 4, раскатка 5, прошивка 6 и 7, рубка 8, сварка 9 и кручение 10(рис3.18.).

При осадке (1) уменьшается высота и увеличивается площадь поперечного сечения. В осаживаемой заготовке H/d должно быть не более 2.5, чтобы не произошло изгиба заготовки.

Осадка части заготовки с целью получения головки (болта) называется высадкой(2).

Протяжку (вытяжку) применяют для увеличения длины заготовки за счет уменьшения толщины: 3-сплошные заготовки, 4- полые.

Прошивку 5, 6 применяют для получения отверстия с помощью прошивки П. После прошивки отверстие доводится до заданных размеров раскаткой 5, выполняемой на спец. оправке.

Рубка осуществляется с помощью топора или зубила для получения заготовок нужной длины. Сначала заготовка подрубается до середины и рубится после поворота на 180^о.

Сварка 9 производится различными методами в нахлестку, в паз, в стык. Металл нагревается значительно выше обычного (стали1300-1400^оС).

Кручение 10 состоит в повороте одной части заготовки относительно другой на заданный угол: (коленвалы, сверла и др.).

Оборудование для ковки.

Ручная ковка выполняется на паковальне с помощью молота и набора инструментов, приспособлений.

Машинная ковка выполняется на молотах (ударное действие) или на прессах (нажимное действие).

Для повышения мощности удара молоты имеют массивную часть (бабу) движущуюся по направляющим. Верхний боек закреплен в пазу бабы. Подъем бабы и нанесение ею удара осуществляют с помощью поршня в рабочем цилиндре (рис.3.19.), перемещаемого в нужном направлении с помощью сжатого воздуха или пара. Рабочий газ подается и после использования выбрасывается через золотник. Работой золотника и, следовательно, молотом управляет машинист по командам кузнеца.

Заготовка укладывается и деформируется на нижнем бойке, он закреплен на массивном основании - шаботе.

Различают пневматический и паро-воздушный молоты. Для работы пневматического молота необходимо только электричество, так как в нем имеется компрессор, обеспечивающий молот сжатым воздухом. Пневмомолота удобны в небольших мастерских, где нет централизованного снабжения сжатым воздухом или паром. Вес поковок не более 20кг. Паро-воздушный молот работает с помощью воздуха или пара при централизованной их подаче, т.е. на крупных предприятиях. Он значительно мощнее пневматического и позволяет деформировать поковки весом до 350кг.

Большие поковки весом до десятков и сотен тонн деформируют на гидропрессах. Они имеют рабочие цилиндры, осуществляющие деформацию, и возвратные(подъемные цилиндры).Каждый гидропресс имеет гидростанцию, создающую высокое давление жидкости (200-4000атм.) В качестве жидкости обычно используют масло (иногда воду). Мелкие поковки подаются и перемещаются на нижний боек вручную. Более крупные - с помощью цепных кантователей, подвешенных крюках крана. Самые крупные поковки подаются и перемещаются при деформации с помощью манипуляторов.

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒