Способы обработки металлов давлением презентация

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

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.
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.

Определение условия захвата заготовки
Qx> PX.
где f - коэффициент трения между валками и заготовкой,
α - угол захвата.
PX=Psin α.
P f cos α > P sin α
f cos α > sin α,
f > tgα,
т.е. для осуществления захвата заготовки валками тангенс угла захвата α должен быть меньше коэффициента трения.
Максимальный угол захвата при горячей прокатке принят 15 … 22°, а при холодной – 3 … 8°.

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.).

Продукция прокатного производства

Производство сортового проката

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

Виды прокатной продукции

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.

Размеры сортового проката

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

Производство листового проката

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.

Прокатные трубы

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

Производство сварных труб

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

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

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

Основные величины, характеризующие деформацию
Основными величинами, характеризующими деформацию при прессовании, являются коэффициент вытяжки:
и степень деформации:
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.

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.

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
а
б
Волочение

Волоки и фильеры
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 синтетического алмаза
из ВК 8, ВК 20

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.

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.

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.