Способы обработки металлов давлением

1. СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ (ОМД)

2. Производство металлопроката

Изделия, относящиеся к
категории металлопроката,
могут изготавливаться
методом горячей и
холодной прокатки на
прокатных станах
металлургических заводов

3.

4.

5.

6.

При
продольной
прокатке
деформация
металла
происходит
между вращающимися в
разные стороны валками.
При этом уменьшается
площадь
поперечного
сечения
заготовки
и
увеличивается
главным
образом её длинна.

7. Определение условия захвата заготовки

Qx> PX.
Qx Q cos Pf cos
0
Px
A Qx
Qy
P f cos > P sin
Py
H
PX=Psin .
f cos > sin ,
P
B
Q
h
где f - коэффициент трения между
валками и заготовкой,
- угол захвата.
l
f > tg ,
т.е. для осуществления захвата
заготовки валками тангенс угла
захвата должен быть меньше
коэффициента трения.
D
0
Максимальный угол захвата при горячей прокатке принят 15 … 22°, а
при холодной – 3 … 8°.

8.

9.

10.

Прокатный стан
Прокатный стан - комплекс технологических машин, обеспечивающий полученные
изделия прокаткой.
Прокатные валки - основной инструмент, который выполняет деформацию металла.
По назначению прокатные станы подразделяются:
- для производства полупродукта (блюминг 1500, стан 3600 и т.д.);
- для выпуска готового продукта (сортовой прокат и т.д.).

11.

12. Продукция прокатного производства

13. Производство сортового проката

14. Сортовой прокат

Сортовой прокат:
• профили общего назначения (круг, квадрат,
лента, полоса, швеллер, двутавр, катанка и
т.д.);
• профили специального назначения (рельсы,
профили сельскохозяйственного назначения).

15. Виды прокатной продукции

16.

17. Основные операции прокатки сортового металла

• нагрев до 1100 - 1250 градусов по Цельсию;
• подачу нагретой заготовки к рабочим клетям и
прокатку в несколько проходов в калибрах,
постепенно приближающих сечение исходной
заготовки к сечению готового профиля;
• резку проката пилами или ножницами на части
требуемой длины или сматывание в бунты;
• охлаждение на холодильниках;
• правку на роликовых правильных машинах;
• контроль и отправку на склад готовой продукции.

18.

19. Размеры сортового проката

20.

21.

22. Специальные виды проката

• К группе специальных
видов проката
относится
тонкостенный прокат,
например, гнутые
профили,
периодический прокат
для нужд серийного
машиностроения.

23. Производство листового проката

24.

25. Основные операции технологического процесса

• подача слябов со склада к нагревательным печам;
• нагрев;
• подача к рабочей клети стана и прокатка в несколько
проходов (пропусков между валками), причем в первые
проходы для получения листов требуемой ширины сляб
иногда подается в валки поперек или под углом;
• правка на роликовых правильных машинах; охлаждение на
холодильниках; контроль и разметка;
• обрезка продольных кромок;
• обрезка концов;
• разрезка на листы определенной длинны;
• термическая обработка (по требованию заказчика или
обязательно по технологии);
• отправка на склад готовой продукции.

26.

27.

28. Прокатные трубы

29. Производство бесшовных труб

-получение
толстостенной
пустотелой заготовки
(гильзы),
- раскатывание
гильзы в готовую
трубу со стенкой
заданной толщины.

30. Производство сварных труб

31. Прессование

Преимущества:
- деформирование малопластичных материалов;
- получение профилей сложной формы;
- высокая точность профиля.
Недостатки:
-значительные прилагаемые усилия деформирования;
-сильный износ инструмента;
-большие отходы (до 40%).

32. Прессование

Прессование – способ обработки металлов давлением, заключающийся в
выдавливании металла из замкнутого контейнера через отверстие в матрице,
соответствующее сечению выдавливаемого профиля.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРЕССЫ
ВЕРТИКАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ
ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

33. Схемы процесса прессования

V
Р
Р
V
Схемы процесса прессования и получаемые профили:
а – прямое прессование; б – обратное прессование

34. Основные величины, характеризующие деформацию

Основными величинами, характеризующими деформацию
при прессовании, являются коэффициент вытяжки:
F0 F1
u
100%,
F0
и степень деформации:
F0
,
F1
где F0 – площадь поперечного сечения заготовки;
F1 – площадь поперечного сечения получаемого
профиля.
Степень деформации влияет на величину и равномерность
механических свойств полученного материала, а также на усилие
прессования.

35. Волочение

Волочение
процесс
протягивания заготовки через
отверстие с целью уменьшения
размеров
ее
поперечного
сечения
и
соответствующего
увеличения длины.
Деформация при волочении измеряется коэффициентом
уменьшения диаметра К, получаемым по формуле:
K= d/D,
где D и d - соответственно диаметры проволоки до после
волочения.
Значения К бывают в пределах от 0,7…0,85 в зависимости от
материала прутка.

36.

Волочение
1
2
Р
I
а
II
III
IV
б
Схемы процесса волочения (а) и матрицы (б)
1 – заготовка, 2 – матрица (волока);
I – входящая (смазывающая) зона; II – деформирующая зона;
III – калибрующая зона; IV – выходной конус

37. Волоки и фильеры

из синтетического алмаза
Инструмент с отверстием
через которое производится
протягивание
заготовки,
называется
волокой
или
фильерой.
Матрицы изготавливают из
инструментальных сталей или
твердых сплавов, а иногда из
алмаза. Этим обеспечивается
длительность работы волоки
и неизменность поперечного
сечения
получаемой
продукции.
из ВК 8, ВК 20

38. Назначение волочения

Методом волочения получают:
- проволоку диаметром от 0,002 до 10 мм;
- проводят калибровку труб диаметром от капиллярных до 500 мм;
- профили круглого, квадратного, сегментного и других сечений.

39.

Свободная ковка
Свободной ковкой называется способ горячей обработки металлов давлением, при
котором деформация происходит под действием ударной нагрузки молота или нажатия
пресса.
При ковке формоизменение заготовки происходит в результате течения металла в
направлениях, перпендикулярных движению инструмента.
К основным операциям ковки относятся: осадка, высадка, протяжка кузнечная, гибка,
прошивка, скручивание, отрубка (разрубка), штамповка в подкладных штампах.

40. Основные операции свободной ковки

Осадка - операция увеличения площади поперечного сечения исходной
заготовки за счет уменьшения ее высоты. Осадка применяется для
изготовления шестернь, дисков и других изделий. Разновидностью осадки
является высадка, заключающаяся в местном увеличении поперечного
сечения. Применяется для получения головок болтов, буртов, фланцев и т.д.
Протяжка - операция увеличения длины исходной заготовки за счет
уменьшения площади поперечного сечения. Применяется при изготовлении
поковок с удлиненной осью (валов, шатунов, рычагов).
Гибкой называется операция, посредством которой заготовке придают
изогнутую форму по заданному контуру. Этой операцией изготавливают
угольники, скобы, крюки и т.д.
Скручивание представляет операцию поворота одной части поковки
относительно другой вокруг продольной оси. Применяется при изготовлении
коленвала, сверл и др.
Рубка - операция отделения одной части заготовки от другой.
Прошивка – операция получения в заготовке отверстия.
Штамповка в подкладных штампах применяется в мелкосерийном
производстве при получении поковок сложной конфигурации, которые
трудно получить за счет перечисленных выше операций. В подкладных
штампах получают небольшие поковки в мелкосерийном производстве.

41. Оборудование для ковки

МАШИНЫ ДИНАМИЧЕСКИЕ
(МОЛОТЫ)
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ
ПАРОВОЗДУШНЫЕ
Пневматические молоты работают
от электродвигателя, приводящего в
действие компрессор и рабочий
поршень молота. Вес падающих
частей таких молотов составляют от
100 до 1000 кг.; КПД их невысок.
Более широкое распространение
получили паровоздушные молоты.
Они приводятся в действие паром
или сжатым воздухом давлением
7…9 атм. Вес падающих частей
1…5т.
МАШИНЫ СТАТИЧЕСКИЕ
(ПРЕССЫ)
Гидравлические
прессы
приводятся в действие с
помощью жидкости (воды,
масла)
и
относятся
к
механизмам, не имеющим
жесткого хода. В период
рабочего хода гидравлических
прессов энергия вводится
непрерывно и скорость их
подвижных частей возрастает.
Используются
для
ковки
крупных
слитков.
Усилие
прессов может быть от 50 до
70000тс; КПД, учитывающий
потери на трение, составляет
0,8…0,9.