Общая характеристика процессов обработки металлов давлением.

Обработка давлением - это технический процесс получения фасонных деталей и заготовок методом пластического деформирования в холодном или горячем состоянии. Эта обработка основана на использовании пластичности металлов, то есть на их способности в определенных условиях воспринимать под действием внешних сил остаточные деформации без нарушения целостности материала заготовки, поэтому она применима лишь к металлам, достаточно пластичным и не применима к хрупким. Обработке давлением подвергается до 90% все выплавляемой стали и до 55% всех выплавляемых цветных металлов.

Основные виды обработки металлов давлением: прокатка, прессование, волочение, ковка и штамповка.

35.Прокатка: сущность процесса, оборудование, продукция прокатного производства.

Более 80% выплавляемой стали, поступает в прокатное производство для изготовления листового проката. Прокаткой называется обработка металлов давлением путем обжатия слитка или заготовки между вращающимися валками прокатного стана. Цель - уменьшение сечения слитка или заготовки и придания им заданной формы. Прокаткой получают изделия с постоянным по длине сечением или периодически меняющимся. Прокатка - завершающая стадия металлургического производства. Прокатка подразделяется на горячую (с предварительным нагревом металла) и холодную. Технологическое оборудование - прокатный стан. Первичную прокатку делают на мощных станах – блюмингах ( масса до 15 т), для получения листового проката применяют слябинги масса до 25 т. Заготовки - блюмы и слябы. Форма поперечного сечения проката называются профилем, а совокупность формы и размеров профилей - сортаментом. Сортамент разделяется на 4 группы: сортовой, листовой, трубы, специальные виды. Сортовой прокат делят на профили простой геометрической формы (квадрат, круг, шестигранник) и фасонные виды проката (угловой, швеллер, тавровый (двутавровый)), зетовые, а также профили специального назначения (рельсовые). Цветные металлы преимущественно прокатывают на простые профили. Листовой прокат. По применению: автотракторная сталь, кровельная жесть, трансформаторная сталь. Применяют листовой прокат с различного вида покрытиями (олово, цинк, алюминий, пластмасса). Листовой прокат делят на 3 группы: толстолистовую(4-160 мм.), тонколистовую(< 4 мм.) и фольгу(< 0,2 мм.). Листовой прокат, получаемый с холодной прокаткой, имеет более равномерную толщину и высокую чистоту поверхности.

Существует продольная прокатка в которой валки вращаются в разные стороны.

При поперечной прокатке валки вращаются в одном направлении и оси их параллельны, а заготовка деформируется или вращается вокруг своей оси. Этим методом получаются, зубчатые колеса и звездочки цепных передач на специальных станках с зубчатыми станками.

36.Свободная ковка: сущность, основные операции, технико-экономические показатели

Ковка – процесс обработки металла, находящегося в пластическом состоянии под действием бойков молота (динамическое воздействие) или пресса (статическое воздействие) с использованием при надобности прикладного инструмента.

Свободная ковка- пластическая деформация нагретого Ме с помощью байков молота или пресса.

Для ковки используются пневматические(работающие то компрессора), паровоздушные молоты, работающие под воздействием пара, и гидравлические(и парогидравлические) прессы, где давление создается маслом, поступающим в рабочий цилиндр(действие основано на законе Паскаля).

Применение. Ковку применяют в условиях единичного и мелкосерийного производства.

Заготовку куют между нижним (неподвижным) и верхним (подвижным) бойками молота или пресса. Изделия, получаемые ковкой, называют поковкой. К операциям ковки относятся:

- Осадка - Увеличение поперечного сечения за счет высоты ударом по верхней поверхности заготовки.

- Протяжка - удлинение заготовки ударами молота по ее поверхности; поворотом на 900 за счет уменьшения площади поперечного сечения.

- Гибка применяется для гибких заготовок(требуется местный нагрев заготовки).

- Прошивка (пробивка) отверстия с помощью прошивеня(пробойника) с установкой заготовки на приспособление в виде кольца.

- Отрубка - отделение части металла с помощью зубила или топора.

- Раскатка -уменьшение толщины стенки цилиндра с помощью оправки или приспособления.

37. Штамповка: виды, оснастка, технико-экономические показатели.

Горячая объёмная штамповка. Штамповка - процесс изготовления штамповки путем заполнения, разогретым металлом полости штампа. Производительность штамповки в 50-100 раз выше, чем ковки. Даёт высокую точность, но требует изготовления дорогостоящих штампов, поэтому применяется только в массовом и серийном производстве, и при изготовлении детали массой меньше 100 кг. Штамп представляет собой 2 стальных бруска, имеющих внутреннюю полость по форме нужной детали, которые называются ручьями.

Нагретая заготовка помещается в полость нижней части штампа. Под воздействием молота верх. Часть штампа выравнивает металл с заполнением ручьев штампа. При сложной форме заготовки она проходит несколько штампов с постепенным доведением до необыкновенной конфигурации.

Холодной Листовой штамповкой называется процесс изготовления деталей из листа, полосы или рулонного материала. Толщина деталей не превышает 10 мм. Отличается высокой производительностью (до 40 тысяч деталей в смену); полученные детали не требуют дальнейшей доработки. В автомобильной промышленности получают до 60% деталей, в приборостроении до 70 %, в ширпотребе до 90%.

Штампы подразделяются на вырубные - для вырубки отверстия, гибочные, отрубные, вытяжные - для вытяжки цилиндров. Штамп состоит из матрицы (нижняя часть) и пуансона - верхней подвижной части, укрепленных соответственно верхней и нижней плиток.

Лист или полоса помещается между пуансоном и матрицей. В вырубающем штампе сечение точно соответствует форме отверстия в матрице и при прохождении через нее вырубает соответствующую деталь(дырокол).

В гибочном штампе пуансон прижимает металл к стенкам матрицы и таким образом формует деталь.

Штамповка осуществляется на кривошипных, винтовых и гидравлических прессах.

Способы.

I.Штамповка взрывом применяется для изготовления деталей сложной формы из трудноформуемых сплавов. Матрица с закрепленной на ней заготовкой помещается в железобетонный бассейн.

II. Электрогидравлическая штамповка отличается тем, что используется энергия электрического разряда, напряжением более 500 КВ над заготовкой, при котором электромагнитное поле прижимает заготовку к матрице. При электромагнитной штамповке заготовку закрепляют над матрицей, над ней устанавливают индуктор в виде спирали. При прохождении по нему тока величиной до 120 тысяч ампер в заготовке возникают вихревые токи, которые отталкивают ее от индуктора к матрице.

38. Волочение: сущность процесса, оснастка, продукция.

Прямое и обратное прессование. Прессование называется способ обработки металла давлением, при котором металл выдавливают из замкнутой полости через отверстие с получением детали по форме отверстия. Прессованные изделия более прочные чем катанные. Прессованием получают прутки 5-250 мм., проволоку 5-10 мм., трубы с наружным диаметром 20-400 мм. и толщиной стенки 1,5-12 мм. Различают прямое и обратное прессование. При прямом прессовании пуансон(поршень) давлением на планшайбу выдавливает металл через отверстие в матрице. При обратном прессовании металл выходит через полый пуансон. Для получения трубы металл сначала прошивается иглой, далее выходит через кольцеобразное отверстие, образуемое иглой и матрицей. Прессование производится на гидравлических прессах давлением от 300 до 25 тыс. тонн.

Волочение применяют преимущественно для изготовления проволоки диаметром то 0.002 до 4мм, а также для калиброванных прутков и тонких труб до 500 мм и толщиной стенки 0,1-10 мм, высокой точности, из катаной или прессованной заготовки. Волочение заключается в протягивании прокатных и прессованных заготовок через отверстие в матрице(волоки), поперечное сечение которых меньше чем протягиваемый стержень. Волочильные станы состоят из двух основных частей: станины с держателями для волоки и тянущего устройства для протягивания заготовки через волоку. Тянущие устройства бывают с прямолинейным движением обрабатываемой заготовки ( цепные, реечные, винтовые, гидравлические) для волочения прутков и труб с тяговым усилием до 1500кН и барабанные с наматыванием проволоки.

39. Обработка металлов резанием: общая характеристика процессов.

В настоящее время обработка резание6м является основным способом получения деталей высокой точности и частоты поверхности.

Процесс резания заключается в срезании заготовки лишнего слоя (припуска), в виде стружки , с целью питания деталей требуемой формы, размера и степени шероховатости(частоты поверхности). Поверхности деталей могут быть плоскими, телами вращения цилиндрическими и коническими, фасонными, иметь сложную криволинейную форму(зубчаты колеса, резьбы и т.д.). указанные виды поверхностей могут быть получены точением, сверлением, фрезерованием, строганием и шлифованием.

Перечисленные 5 способов являются основными при обработке металлов резанием. Перечисленные виды обработки осуществляются на металлорежущих станках различными режущими инструментами:

Резцами,Сверлами, Фрезами.

В основе работы всех режущих инструментов лежит принцип клина

Параметры, характеризующие процесс резания:

T – глубина резания

S - подача

V – скорость резания

Эти параметры нормируются и приводятся в справочниках они являются основными для экономистов нормировщиков при расчете з/пл станочников. Толщина d- толщина срезания Ме.

Подача S это перемещение режущего инструмента вдоль обрабатываемой поверхности за один оборот заготовки. Скорость резания V это линейная скорость относительного перемещения обрабатываемой поверхности и режущего инструмента в точке их соприкосновения. Она определяется ( при вращательном движении заготовки) по формуле:Vр= ПDn / 1000 м/мин, где D-диаметр заготовки, а n- число оборотов в минуту. В процессе резания различают главное движение и движение подач. Обычно главным движение является движение обрабатываемой заготовки, перемещение режущего инструмента - движением подач. При этом процесс резания возможен при наличии этих двух движений одновременно. Все движения частей станка или обслуживающего его станочника (оператора), не связанные непосредственно с процессом резания называется вспомогательными движениями. К ним относятся : Установка и закрепление заготовки на станке, подвод и отвод режущего инструмента, съем готовой детали и др.