Получение машиностроительных профилей

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 7Следующая ⇒

Прокатка. При прокатке металл деформируется вращающимися валками, конфигурация и взаимное расположение которых различны. Различают три схемы прокатки: продольную, поперечную и поперечно-винтовую. Наибольшее распространение находит схема продольной прокатки, когда металл перемешается перпендикулярно плоскости, проходящей через оси валков. Трение между валками и заготовкой обуславливает ее захват и деформирование: обжатие по высоте, уширение и вытяжку.

Инструмент прокатки – гладкие и калиброванные валки. Оборудование – прокатные станы, которые классифицируют; по количеству и расположению пиков (двух-, четырех валковые, многовалковые, универсальные); по взаимному расположению рабочих клетей и по назначению.

Исходной заготовкой при прокатке являются слитки. Продукцию прокатного производства можно разделить на четыре основные группы; листовой прокат в виде листов, полос и лент различной толщины; сортовой прокат с простой формой профиля и сложной (фасонной); трубы бесшовные и сварные; специальный прокат, поперечное сечение которого по длине периодически меняется.

Прокат используют в качестве заготовок в кузнечно-штамповочном производстве, при изготовлении деталей механической обработкой и при создании сварных конструкций. Прокатке подвергают до 90 % всей выплавляемой стали и большую часть цветных металлов и сплавов. Поэтому сортаменту проката, регламентируемому ГОСТами, уделите особое внимание. Отметьте особенности конструкции форм профилей, обусловленные требованиями технологии прокатки. Например, уклоны и радиусы закругления из сортовых фасонных профилей определяются особенностями калибровки прокатных валков. Легкие, экономические профили получают из листового металла последовательной гибкой в валках профилегибочных станов. Рассмотрите примеры разнообразных гнутых профилей.

Прессование. Процесс прессования, при котором металл выдавливают сквозь отверстие произвольной формы, позволяет получать профили более сложной формы, чем при прокатке, и с более высокой точностью. Заготовками служат слитки или прокат.

Металл при деформировании находится в состоянии всестороннего неравномерного сжатия. Эта особенность дает возможность прессовать труднодеформируемые сплавы, обладающие пониженной пластичностью. Прессованием более экономично, чем прокаткой, изготавливать мелкие партии профилей, поскольку переход от изготовления одного профиля к другому осуществляется легче, чем при прокатке. Однако при прессовании значительны отходы металла и износ инструмента.

Прессование производят на специализированных гидравлических прессах. Знакомясь с устройством оборудования и инструмента, обратите внимание на расположение и взаимодействие его частей при различных способах прессования.

Сортовой и трубный прокат, прессованные профили служат заготовками для волочения.

Волочение. Процесс волочения, осуществляемый в условиях холодной деформации, позволяет получать проволоку, тонкостенные трубы и другие профили небольших размеров с высокой точностью к низкой шероховатостью поверхности. Рассматривая схему деформирования металла при волочении, надо отметить, что волочение не должно превышать усилия, при котором может произойти разрушение получаемого изделия. Поэтому обжатие металла за один проход ограничивают, а также принимают меры для уменьшения трения между металлом и инструментом а вводят промежуточный отжиг для увеличения пластичности металла.

Рассматривая принципиальное устройство оборудования для волочения -барабанного и цепного станов, обратите внимание на области применения каждого из них

Литература: [1], разд. 3, гл. III, § 1-4; гл. VII. § 1-3.

4. Способы получения поковок

Ковка. При ковке горячее деформирование металла производят последовательно на разных участках заготовки с помощью универсального подкладного инструмента или бойков. В качестве исходной заготовки при ковке используют для мелких и средних по массе поковок сортовой прокат, для крупных поковок - слитки. Процесс ковки состоит из чередования в определенной последовательности основных кузнечных операций. Поэтому, прежде чем рассмотреть технологические процессы ковки, изучите операции ковки, их особенности и назначение. Ознакомьтесь с кузнечным инструментом, применяемым для выполнения каждой операции. Рассматривая принципиальное устройство машин для ковки (пневматического и паровоздушною молотов, гидравлического пресса), обратите внимание на то, что тип применяемого оборудования обусловливается массой поковки.

Разработка процесса ковки начинается с составления чертежа поковки по чертежу готовой детали. Ковкой получают поковки относительно простой формы, требующие значительной обработки резанием для получения готовой детали. Упрощающие конфигурацию детали напуски, а также припуски и допуски назначают в соответствии с ГОСТ 7062-79 (для стальных поковок, изготовляемых на прессах) или ГОСТ 7829-70 (для стальных поковок, изготовляемых на молотах).

Массу заготовки определяют, исходя из ее объема. Его рассчитывают как сумму объемов поковки и технологических отходов, которые определяют по формулам, приводимым в справочной литературе.

Поперечное сечение заготовки выбирают с учетом обеспечения необходимой уковки. Уковка показывает, во сколько раз изменилось поперечное сечение при протяжке. Для получения высоких механических свойств металла должна быть достигнута определенная суммарная уковка.

Последовательность операций ковки устанавливается в зависимости от конфигурации поковки и технических требований на нее и от вида заготовки.

Ковка высоколегированных сталей и цветных металлов имеет особенности, обусловленные их пониженной пластичностью; ковка ведется преимущественно с пониженными скоростями деформирования (когда разупрочняющие процессы протекают полнее) и уменьшением растягивающих напряжений.

Обратите внимание на механизацию и автоматизацию процессов ковки. В настоящее время применяют автоматизированные гибкие ковочные модули, в которых процесс ковки полностью автоматизирован и осуществляется с помощью программных устройств.

Литература: [1], разд. 3, гл. IV, § 1-4.

Горячая объемная штамповка. При объемной штамповке пластическое течение
металла ограничено полостью штампа - специального инструмента, который служит для получения поковки только данной конфигурации. Горячая объемная
штамповка по сравнению с ковкой позволяет изготовить поковку, по конфигурации очень близкую к готовой детали, с большой точностью и высокой производительностью. Однако необходимость использования специального дорогостоящего инструмента-штампа для каждой поковки делает штамповку рентабельной лишь при достаточно больших партиях однотипных поковок. Штамповкой получают поковки массой до нескольких сотен килограммов и в редких случаях до нескольких тонн..

Исходные заготовки для объемной штамповки, как правило, получают из сортового проката: круглого, квадратной), прямоугольного. В большинстве случаев для штамповки поковок сложной конфигурации нужно получить фасонную заготовку, т.е. приблизить ее форму к форме поковки. С этой целью заготовку из сортового проката перед штамповкой в окончательном ручье предварительно деформируют в заготовительных ручьях многоручьевых штампов, в ковочных вальцах или другими методами. При штамповке особенно большого количества одинаковых поковок и качестве заготовки применяют периодический прокат.

Существует большое количество способов горячей объемной штамповки, Так как характер течения металла в процессе штамповки определяется типом штампа, это является основным признаком для классификации способов горячей объемной штамповки. Выделяют штамповку и открытых штампах и штамповку в закрытых штампах с одной или несколькими плоскостями разъема. Обратите внимание на преимущества этих методов штамповки, недостатки их в области рационального использования.

Для штамповки в открытых штампах характерно образование заусенца в зазоре между частями штампа. Заусенец при деформировании затрудняет выход из полости штампа основной массы металла, вследствие чего напряжения в ней возрастают до значения, достаточного для заполнения глубоких полостей и углов. В то же время в конечный момент деформирования в заусенец вытесняются излишки металла. Способ штамповки в закрытых штампах, коша их полость в процессе Деформирования остается закрытой, прогрессивен и экономичен, так как нет отхода металла в заусенец, отпадает необходимость в инструменте и оборудовании для обрезки заусенца, имеются более благоприятные возможности для штамповки материалов с пониженной пластичностью. В то же время этот способ менее универсален и требует заготовок высокой точности, так как объем заготовки должен быть равен объему поковки. Штамповка в закрытых штампах с несколькими плоскостями разъема позволяет получать поковки более сложной формы без технологических напусков. Однако в этом случае инструмент и оборудование сложнее, дороже и окупаются только при больших партиях поковок.

Кроме различия по типу инструмента-штампа штамповка различается по виду оборудования, на котором она производится. Горячая объемная штамповка осуществляется на молотах, механических и гидравлических прессах, горизонтально-ковочных машинах, горячештамповочных автоматах и другом специализированном оборудовании. Ознакомьтесь с особенностями этого оборудования, преимуществами и недостатками каждой машины. Обратите внимание на особенности конструкции поковок, штампуемых на оборудовании с учетом его технологических возможностей.

Разработка процесса объемной штамповки, так же как при ковке начинается с проектирования чертежа поковки по чертежу готовой детали с учетом вида оборудования, на котором будет производится штамповка.

Большое, значение при этом имеет правильный выбор расположении плоскости разъема штампов. На поковку устанавливают припуски, напуски и штамповочные уклоны, радиусы закругления и размеры наметок под пробивку отверстий. Допуски на размеры в соответствии с ГОСТом.

Массу заготовки под штамповку определяют, исходя из закона постоянства объема при пластическом деформировании, подсчитывая объем поковки и объем технологических отходов по формулам, приводимым в справочной литературе. Размеры заготовки и форму ее поперечного сечения определяют в зависимости от формы поковки и способа ее штамповки.

Завершающей частью технологического процесса горячей объемной штамповки являются отделочные операции, способствующие получению поковок с заданными механическими свойствами, точностью и шероховатостью поверхности. Отделочные операции уменьшают трудоемкость последующей механической обработки.

Правильно спроектированный технологический процесс горячей объемной штамповки обеспечивает получение поковок с высоким коэффициентом использования металла и хорошими эксплуатационными свойствами в серийном и массовом производстве.

Литература. [1], разд 3. гл. V, § I- 5, 7-9.

Специализированныетехнологические процессы получения заготовок. Одно из главных направлений развития современного заготовительного производства – внедрение металлосберегающих технологий на основе новых специализированных процессов и оборудования. К таким процессам относится прежде всего деформирование с локальным приближением нагрузки за счет вращения заготовки или инструмента: поперечно-клиновая прокатка, штамповка на радиально-обжимных и раскатных машинах, ковочных вальцах.

Кроме того, существенное повышение коэффициента использования металла при производстве поковок обеспечивает специализированное оборудование, позволяющее увеличить технологическую пластичность металла, например высокоскоростные молоты.

Рассматривая принципиальные схемы этих процессов и оборудования, обратите внимание на тип получаемых на них заготовок и их характеристики.

Литература: [1], разд. 3, гл. V, § 6.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 Следующая ⇒