Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Основные виды обработки металлов давлением

Основные виды обработки металлов давлением

Основные виды обработки металлов

Обработка металлов давлением. Сущность обработки металлов давлением заключается в том, что при воздействии на металл какой-либо внешней силы (например, удар молота, давление пресса) в металле происходят изменения размеров и формы, являющиеся результатом перемещения частиц. Такое явление называется деформацией.

Если после удаления приложенной силы металл не восстанавливает полностью свою первоначальную форму и размеры, то такая деформация называется остаточной или пластической. Большинство металлов и сплавов обладает способностью подвергаться пластической деформации в результате воздействия на них внешних сил. Обработка металлов давлением и основана на явлении пластической деформации.

При обработке металлов давлением изменяется не только их форма, но и структура, а также и механические свойства. Основными видами такой обработки являются прокатка, волочение, ковка и штамповка. Заготовки, подлежащие обработке давлением, предварительно нагревают до необходимых температур. Нагрев заготовок осуществляют в угольных и нефтяных горнах; в пламенных печах, отапливающихся твердым, жидким или газообразным топливом; в электрических печах.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:

Сварка металлов. Для восстановления изношенных деталей и деталей, получивших повреждения в процессе их эксплуатации, широко применяется сварка. Сваркой называется процесс соединения частей в одно неразъемное целое путем нагрева их в местах соединения. Существуют различные способы сварки, которые можно разделить на две основные группы: сварка плавлением и сварка с применением давления.

При ремонте автомобильных деталей применяется в основном сварка плавлением, которая состоит в том, что свариваемые металлические части нагревают в местах соединения до расплавленного состояния, в результате чего происходит соединение этих частей без применения давления. К такому способу относятся следующие виды сварки: газовая и электродуговая.

Газовая сварка. Наибольшее применение имеет ацетилено-кислородная сварка. Процесс газовой сварки заключается в том, что кромки свариваемых деталей в местах их соединения нагревают до расплавления основного металла пламенем сварочной горелки, причем в пламя горелки вводят одновременно присадочный материал (пруток или проволоку), имеющий одинаковый химический состав с основным металлом. В результате нагрева свариваемых деталей между кромками образуется сварочная ванна, состоящая из расплавленного основного и присадочного металлов. При затвердевании этих металлов получается сварной шов.

В качестве горючего газа используют ацетилен, кислород является окислителем. Ацетилен представляет собой химическое соединение углерода и водорода. При сгорании ацетилена в струе кислорода температура пламени достигает 3200—3500° С. Ацетилен можно получить различными способами. Обычно его получают действием воды на карбид кальция, представляющий собой соединение углерода с кальцием. Ацетилен и кислород подают к свариваемому месту детали при помощи сварочной горелки (рис. 81). При сгорании ацетилена в струе кислорода образуется сварочное пламя, которое в зависимости от соотношения количеств подающихся ацетилена и кислорода может быть трех основных видов: нормальное, или нейтральное, окислительное и науглероживающее. В большинстве случаев применяется нормальное пламя, которое получается при подаче в горелку на один объем ацетилена от 1,1 до 1,3 объема кислорода.

Рис. 81. Схема устройства сварочной горелки

Для предохранения расплавленного металла от окисления применяются сварочные порошки или пасты, называемые флюсами. В качестве флюсов применяют прокаленную буру, борную кислоту, кремниевую кислоту, хлористый калий, хлористый натрий, углекислый натрий и другие вещества.

Читайте так же:
Художественная ковка перила для лестниц фото

Для выполнения газосварочных работ необходимо следующее оборудование: ацетиленовый генератор, предназначенный для получения ацетилена из карбида кальция путем разложения его водой; химический очиститель, предохранительный затвор, кислородный баллон, редуктор, шланги, сварочная горелка, сварочный стол, ящик для присадочных прутков и флюсов, ванна с водой для охлаждения горелки.

Злектродуговая сварка. При электродуговой сварке тепло, необходимое для расплавления металла, получается от электрической дуги. Электродуговая сварка может осуществляться двумя способами: способом Славянова с применением металлического электрода и способом Бенардоса с угольным электродом.

Наиболее распространенным является способ с применением металлического электрода. Сущность его заключается в следующем. При сварке металлический электрод присоединяется к одному полюсу сварочного аппарата, а свариваемая деталь к другому. Для возбуждения электрической дуги металлический электрод, являющийся одновременно и присадочным материалом, подводят к свариваемой детали до соприкосновения с ней, а затем быстро отводят на расстояние 2—3 мм.

Образующаяся при этом электрическая дуга имеет температуру свыше 3500° С. При такой температуре металл электрода плавится, а на свариваемой детали образуется сварочная ванна из расплавленного основного металла. Капли металла с конца плавящегося электрода стекают в сварочную ванну и смешиваются с основным металлом, при застывании образуя сварной шов.

К сварке с применением давления относится контактная сварка, основанная на использовании тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока через свариваемую деталь. При этом металл в местах соприкосновения свариваемых деталей нагревается до пластического состояния, при котором детали соединяются под действием внешнего усилия и свариваются.

Контактная сварка имеет три разновидности: стыковую, точечную и роликовую. Для сварки труб, штанг применяют стыковую сварку, а для сварки крыльев брызговиков, тонких стальных листов — точечную сварку. Роликовая сварка применяется преимущественно при изготовлении баков для масла и бензина, труб из листовой стали и т. п.

Оборудование поста электросварки. Питание электрической дуги при сварке переменным током производится от сварочного трансформатора, который понижает напряжение сети до 55—65 в. Такое напряжение называется напряжением холостого хода, оно вполне достаточно для возбуждения электрической дуги. Рабочее напряжение при сварке всегда меньше напряжения холостого хода—18—22 в и поддерживается регулятором, включенным в цепь трансформатора.

При сварке постоянным током применяют сварочные генераторы. Для сварки необходимо иметь, кроме того, сварочный стол с металлической плитой. Плита присоединяется к одному из полюсов сварочного генератора, а свариваемая деталь зажимается в тиски, укрепленные на плите. Сварщик должен быть обеспечен электрододержателем для закрепления в нем электрода и шлемом или щитком с защитными стеклами для предохранения глаз и лица от лучей электрической дуги.

Обработка металлов резанием. При изготовлении различных деталей в большинстве случаев заготовка подвергается механической обработке резанием. Режущим инструментом с заготовки снимается лишний металл, т. е. припуск, в результате чего получается деталь заданных форм и размеров.

Обработка резанием осуществляется на металлорежущих станках. В зависимости от характера механической обработки применяются различные металлорежущие станки: токарные, строгальные, фрезерные, шлифовальные и др.

3.1. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

Все процессы обработки металлов давлением основаны на способности металлических материалов в твердом состоянии изменять форму и размеры под действием приложенных сил, т.е. пластически деформироваться. Обработка металлов давлением существенно отличается от других видов обработки тем, что в процессе пластического деформирования металл не только приобретает требуемую форму, но и меняет свою структуру и физико-механические свойства.

Читайте так же:
Тройной крест фильм 1966

Процессы обработки металлов давлением подразделяются на две основные группы: процессы металлургического и машиностроительного производства.

К первой группе относят технологии, в основе которых лежит принцип непрерывности технологического процесса (прокатка, прессование, волочение). Продукцию металлургического производства (листы, полосы, ленты, периодический и профильный прокат, трубы, профили, проволоку и т.п.) используют как заготовку в кузнечно-штамповочных и механических цехах и как готовую продукцию для создания различных конструкций.

Во вторую группу входят такие процессы, как ковка, объемная штамповка, листовая штамповка и специальные виды обработки давлением (калибровка, раскатка кольцевых деталей, редуцирование, обтакта, раздача и т.д.) Эти процессы обеспечивают получение заготовок (полуфабриката) и готовых деталей, не требующих последующей механической обработки.

К основным видам обработки металлов давлением относятся следующие технологические процессы:

¨ прокатка – технологический процесс, заключающийся в обжатии заготовки между вращающимися валками (рис. 3.1, а);

¨ прессование – заключается в продавливании металла, находящегося в замкнутой форме, через отверстие матрицы. Форма и поперечное сечение выдавленной части заготовки соответствуют форме и размерам отверстия матрицы, а ее длина пропорциональна отношению площадей поперечного сечения исходной заготовки и выдавленной части и перемещению выдавливающего инструмента (рис. 3.1, б);

¨ волочение – заключается в протягивании заготовки через сужающую полость матрицы, при этом площадь поперечного сечения заготовки уменьшается и приобретает форму поперечного сечения отверстия матрицы (рис. 3.1, в);

¨ ковка – технологический процесс формоизменения путем обжатия заготовки между верхним и нижним бойками молота или гидравлического пресса с применением различного инструмента (рис. 3.1, г). При ковке течение металла осуществляется в стороны, перпендикулярные к движению деформирующего инструмента, и это не создает значительных сопротивлений течению. Деформация при ковке носит локальный характер, что позволяет обрабатывать заготовки сложной формы массой от нескольких грамм до сотен тонн;

¨ объемная штамповка – процесс деформации металла в штампах, форма и размеры внутренней полости которого определяют форму и размеры получаемой заготовки (поковки) (рис.

листовая штамповка – процесс деформации плоской заготовки, толщина которой значительно меньше размеров в плане, с помощью матрицы и пуансона

¨ (рис. 3.1, е). Способ позволяет получать плоские и пространственные полые детали. При этом толщина исходной листовой заготовки практически не меняется в процессе обработки. Штамповка представляет высокопроизводительный процесс и широко применяется в массовом и крупносерийном производстве в машиностроении.

В машиностроении наибольшее распространение в заготовительном производстве нашла ковка и объемная штамповка. Перед ковкой и штамповкой исходный металл (слитки, прутки и др.) проходит подготовительную обработку, заключающуюся в зачистке поверхности, разрезке на части, выборе температурного режима и типа нагревательного устройства.

Зачистка металла от поверхностных дефектов предупреждает появление брака в деталях. Применяют следующие способы зачистки: огневую с нагревом и без нагрева, пневмоинструментом, фрезерованием, шлифованием и др. К современным способам очистки относят иглофрезерование, пескоструйную и дробеструйную обработку. Разрезку металла на части производят на пилах, ножницах, газоплазменным, электроискровым, анодно-механическим и другими методами.

При ковке формоизменение происходит в результате течения металла в направлении, перпендикулярном движению деформирующего инструмента-бойка. Применяемый при ковке инструмент не создает значительного сопротивления течению металла при его деформировании, что выгодно отличает ковку от других видов обработки давлением. Деформационное течение металла ограничено лишь трением на контактной поверхности инструмента с обрабатываемым материалом.

Читайте так же:
Хороший настольный сверлильный станок

Широкое применение ковки для получения заготовок объясняется рядом ее преимуществ по сравнению с другими видами обработки давлением, в частности:

1) возможно изготовление крупногабаритных поковок массой в несколько сотен тонн, получение которых другими способами невозможно. Причем при обработке таких поковок используется сравнительно маломощное оборудование, так как обработка ведется деформированием отдельных участков заготовки;

2) применение универсального оборудования и универсальной оснастки позволяют получать поковки широкого ассортимента.

3) в процессе ковки значительно улучшается качество металла, повышаются его механические свойства, особенно пластичность и ударная вязкость.

К основным недостаткам ковки следует отнести: низкую производительность; значительную трудоемкость изготовления поковок, особенно на прессах; большие напуски, припуски и допускаемые отклонения размеров поковки, что приводит к увеличению объема механической обработки и расхода металла.

Срочно?
Закажи у профессионала, через форму заявки
8 (800) 100-77-13 с 7.00 до 22.00

Виды обработки металлов давлением и их сущность

Обработкой металлов давлением называют группу технологических операций, в результате которых под влиянием приложенных внешних сил происходит формоизменение заготовок без нарушения их сплошности. Основным признаком обработки давлением является пластическая деформация обрабатываемого материала. В результате пластической деформации изменяются не только форма и размеры заготовки, но и свойства исходного металла.

Виды обработки давлением

Применяют шесть основных видов обработки давлением — прокатку, прессование, волочение, ковку, объемную штамповку и листовую штамповку.

Прокатка

Прокатка (рис. 1.1, а). Деформацию металла с помощью вращающегося инструмента — валков — называют прокаткой. Заготовка 1 под действием сил трения втягивается в зазор между валками 2, деформируется ими и приобретает требуемую форму поперечного сечения. При прокатке площадь поперечного сечения заготовки уменьшается, а длина увеличивается. Эту операцию осуществляют с помощью специальных машин, называемых прокатными станами.

Виды обработки металлов давлением

Рис. 1.1. Виды обработки металлов давлением: а

прокатка, б — прессование, в — волочение, г — ковка, д -объемная штамповка, е — листовая штамповка; 1, 5, 9, 13, 16, 19 — заготовки, 2 — валки, 3 — изделие, полученное прокаткой, 4, 18 — пуансоны, 6 — контейнер, 7, 20 — матрицы, 8 — прессованный профиль, 10 — волока, 11 — изделие, полученное волочением, 12, 14 — верхний и нижний бойки, 15, 17 — верхняя и нижняя половины штампа

Прокаткой изготовляют: блюмы квадратного сечения со стороной до 350 х 350 мм; слябы — плоские заготовки толщиной 100 . . . 600 мм и шириной 600 . . . 2300 мм; квадратные и круглые профили с размерами сечений 5 . . . 150 мм; угловую сталь с размерами полки 20 . . . 250 мм; швеллеры высотой 20 . 450 мм; балки высотой до 1100 мм; рельсы, трубы, листы, полосы, ленты и др. На специальных прокатных станах изготовляют заготовки переменного по длине сечения (периодический прокат), бандажи колес, шары, шестерни и др.

Прокатка является наиболее высокопроизводительным видом обработки давлением, 75 . 80 % всей выплавляемой стали подвергается прокатке.

Прессование

Прессование (рис. 1.1, б). Сущность прессования заключается в выдавливании металла заготовки 5 пуансоном 4 из контейнера 6 через матрицу 7. В матрице имеется отверстие, по форме соответствующее требуемому профилю 8. Прессованием изготовляют простые и очень сложные, сплошные и пустотелые профили.

Читайте так же:
Намагничивание магнитов своими руками

Этому виду обработки давлением подвергают в основном цветные металлы и сплавы, однако в последнее время прессование применяют при изготовлении профилей и заготовок деталей также из сталей и малопластичных специальных сплавов.

Волочение

Волочение (рис. 1.1, в). Проволоку диаметром от 16 мм до нескольких микрометров, высококачественные тонкостенные трубы ? 0,2 . . . 20 мм и другие пустотелые профили, калиброванные прутки из сталей, цветных металлов и сплавов различных марок получают волочением. Этот вид обработки заключается в протягивании заготовки 9 через отверстие в волоке 10. Исходной заготовкой для данной операции является, как правило, продукция прокатного производства. При волочении уменьшается площадь поперечного сечения заготовки и увеличивается ее длина. В процессе волочения достигаются точность размеров и шероховатость поверхности, соответствующие получаемым при обработке резанием, а за счет наклепа при холодной деформации повышается прочность изделия 11.

Ковка

Ковка (рис. 1.1, г) — это вид обработки давлением, при котором заготовка деформируется универсальным инструментом простой формы, например плоскими бойками. Нагретую до ковочной температуры заготовку 13 устанавливают на нижний боек 14, а верхним бойком 12 ее деформируют до нужных размеров. Для ковки характерно свободное или почти свободное течение металла в направлении, перпендикулярном движению инструмента.

Ковку применяют дня изготовления фасонных поковок деталей машин практически из всех деформируемых сталей и сплавов массой от нескольких граммов до сотен тонн. Мелкие поковки изготовляют ручной ковкой, средние и крупные — машинной.

Объемная штамповка

Объемная штамповка (рис. 1.1, д). Сущность этого вида обработки заключается в деформировании заготовки 16 в полости между половинами 15 и 17 штампа; эту полость металл заготовки заполняет при сближении половин. Форма полости штампа соответствует форме будущей поковки, что обеспечивает высокую точность последней. Исходной заготовкой служит, как правило, продукция, полученная прокаткой и разделенная предварительно на мерные части. Объемную штамповку осуществляют на молотах, прессах и специализированных машинах. Пользуясь этим видом обработки, изготовляют коленчатые валы, шестерни, турбинные лопатки, кронштейны и другие детали машин в массовом и серийном производстве.

Листовая штамповка

Листовая штамповка (рис. 1.1, е). Этот вид обработки давлением характеризуется тем, что в качестве исходной заготовки 19 используют лист, полосу или ленту, которую деформируют в специальном инструменте — штампе. Основными частями штампа являются пуансон 18 и матрица 20. Штампы устанавливают, как правило, на кривошипных листоштамповочных и реже — гидравлических прессах различной мощности. Листовой штамповкой изготовляют достаточно точные и прочные детали машин или заготовки для них при минимальном расходе металла. В большинстве случаев штамповка выполняется без нагрева металла, поэтому полученная продукция отличается малой шероховатостью поверхности и повышенной прочностью. Процесс листовой штамповки легко автоматизируется — производительность листоштамповочных автоматов достигает нескольких сотен деталей в минуту.

Обработка металлов давлением

Обработку металлов давлением можно отнести к древнейшим человеческим ремёслам, которое со временем развивалось и совершенствовалось.

Сегодня на предприятиях используются различные методы обработки металла давлением. Одни из них получили широкое распространение во всем мире, остальные актуальны не во всех отраслях и не получили массового распространения.

Сущность процессов обработки металлов давлением — такой процесс базируется на деформации металла, которая возможна при влиянии на заготовку внешних сил.

Читайте так же:
Проверка двигателя стиральной машины

Виды обработки металлов давлением

Обработка материала при помощи давления — это простой процесс изготовления деталей при помощи воздействия на используемый материал. Несмотря на то, что в мире существует множество вариантов работы с заготовками, самыми распространенными являются несколько методик.

Прокатка

Среди всех способов обработки металлов давлением этот является самым востребованным. Такие манипуляции нужны для того, чтобы изменить поперечное сечение детали. При этом заготовка устанавливается между 2мя валами, которые двигаются с нужным усилением. Используются 3 технологии:

поперечная — нужна для работы с округлыми заготовками;

поперечно-винтовая — нужна для изготовления полых изделий и работы с ними.

Ковка

Подобная обработка относится к самым древним способам обработки. Первоначально деталь нагревается (температура зависит от особенностей металла), после чего ему придают необходимую форму при помощи молотов и других приспособлений.

safsa

Прессование

Один из основных способов обработки металлов давлением. Не все металлы можно обработать при помощи стандартных методик, так как они могут повредить хрупкую деталь. Если вам предстоит работать с тонким, хрупким изделием, лучше всего выбрать метод прессования.

Технология изготовления подразумевает пропускание материала через матрицу в подготовленную ёмкость. Благодаря такому методу можно создать заготовки для машин, судов и самолётов. Практически любую хрупкую и тонкую деталь можно изготовить при помощи этого метода.

Волочение

Такая методика незаменима, если работа осуществляется с круглыми изделиями из металла. Для обработки деталь пропускают через пресс, который называют волокой.

Один из самых наглядных примеров использования такого пресса — изготовление проволоки. Сегодня на предприятиях используют несколько вариантов волочения.

Объёмная штамповка

Технологический процесс обработки металла давлением таким методом подразумевает использование особенных заготовок. Через них пропускается материал. По бокам он окружён полым пространством, поэтому быстро и просто становится требуемого размера, формы.

Используемые штампы могут быть открытыми и закрытыми. У первых в наличии специальные зазоры, через которые избыточный материал выдавливается. При этом у закрытых моделей эти отверстия отсутствуют.

Листовая штамповка

Такой метод обработки металлов давлением также распространён во всем мире. Этот способ подразумевает создание различных изделий из металла после прокатки. Осуществляются манипуляции такими методами:

Это способы подразумевают выполнение различных манипуляций с заготовками. Для подобных вариантов работы с материалом следует использовать специальный гидравлический или кривошипный пресс.

Главное усилие при работе возникает благодаря штампу, который воздействует на заготовку из металла. Все матрицы, используемые при работе, не имеют погрешностей. Благодаря этому после осуществления обработки заготовки не требуется проведение дополнительных манипуляций.

Сегодня такой вариант считается наиболее качественным и актуальным способом обработки металла давлением. Изделия, которые изготавливаются таким методом, широко используются в промышленности (в автомобилестроении, судостроении, при изготовлении самолётов и т. д.).

Комбинированная обработка

Несмотря на существенные преимущества каждого из методов, все они не идеальны и часто для того, чтобы достичь желаемого результата, недостаточно просто использования одного варианта обработки материала. В этих случаях используется комбинированная обработка, сочетающая в себе несколько процессов. Например, метод прокатка-волочение, прокатка-прессование и т. п.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector