Нагрев металлов перед ОМД: условия нагрева

Для повышения пластичности и снижения сопротивления деформированию металл необходимо нагреть до температур рекристаллизации. Нагрев металла перед обработкой давлением является ответственной операцией, от которой во многом зависит не только качество будущих деталей, но и производительность труда, надежность работы оборудования, стойкость инструмента и себестоимость продукции.

Для уменьшения окалинообразования и обезуглероживания применяют нагрев в защитной атмосфере или вакууме, скоростной нагрев, защитные засыпки и обмазки, наносимые на заготовки перед нагревом.

Высокоуглеродистые и высоколегированные стали и многие сложные сплавы, имеющие низкие теплопроводность и пластичность, во избежание трещин требуют медленного нагрева.

Нагревательные устройства

По способу нагрева нагревательные устройства делятся на пламенные и электрические. В пламенных печах требуемой температуры достигают сжиганием в специальных горелках мазута или газа. В свою очередь, электрические нагревательные устройства подразделяются:

• на электропечи сопротивления косвенного нагрева, в которых нагрев осуществляется энергией, выделяющейся в элементах сопротивления, через которые пропускают ток;

• электрические установки прямого контактного нагрева, в которых электрический ток проходит непосредственно через заготовку, нагревая ее;

• установки индукционного нагрева, в которых заготовку помещают в электромагнитное поле, создаваемое токами высокой частоты.

Деление нагревательных устройств на печи и установки условное и означает, что в печах заготовки нагреваются излучением и конвекцией за счет теплоты рабочего пространства печи, а в установках теплота возникает внутри самой заготовки.

При ОМД для нагрева заготовок кроме пламенных и электрических печей применяются электронагревательные установки (устройства). Распространены два типа электронагревательных установок — индукционного и контактного (прямого) нагрева.

 

37 Прокатка. Сущность процесса, виды прокатки, условие захвата.

 

Прокатка — процесс пластического деформирования тел на прокатном стане между вращающимися приводными валками (часть валков может быть неприводными). Слова "приводными валками" означают, что энергия, необходимая для осуществления деформации, передается через валки, соединённые с двигателем прокатного стана. Деформируемое тело можно протягивать и через неприводные (холостые) валки, но это будет не процесс прокатки, а процесс волочения.

 

Продольная прокатка[править | править вики-текст]

Способ продольной прокатки является наиболее распространенным. При продольной прокатке полоса подводится к валкам, вращающимся в разные стороны, и втягивается в зазор между ними за счет сил трения на контактной поверхности. Полоса обжимается по высоте и принимает форму зазора (калибра) между валками. При этом способе прокатки полоса перемещается только вперед, то есть совершает только поступательное движение. В зависимости от калибровки валков форма поперечного и продольного сечения проката может быть разной. Таким способом получают листы, плиты, ленту, фольгу, сортовой прокат, периодические профили, гнутые профили и др.

 

Поперечная прокатка[править | править вики-текст]

При поперечной прокатке обрабатываемое тело (цилиндрической формы) помещается в зазор между двумя валками вращающимися в одну сторону и получает вращательное движение за счет сил трения на контактной поверхности. Деформация тела происходит при встречном сближении валков. В продольном направлении обрабатываемое тело не перемещается (если нет специальных тянущих устройств). Поперечная прокатка используется для изготовления валов, осей, втулок и других тел вращения.

 

Поперечно-винтовая прокатка[править | править вики-текст]

Поперечно-винтовая прокатка занимает промежуточное положение между продольной и поперечной. Этот способ широко используется для получения полых трубных заготовок (гильз). Обрабатываемое тело (цилиндрической формы) проходя между валками, вращается и одновременно совершает поступательное движение, то есть каждая точка тела (за исключением расположенных на его оси) движется по винтовой траектории.

 

 

38 Продукция прокатного производства. Инструмент и оборудование.

 

Продукцией прокатного производства являются полосы, листы, трубы, прутки различного профиля (круглого, квадратного, прямоугольного, шестигранного, углового, двутаврового, швеллерного, таврового и др.), железнодорожные и трамвайные рельсы, колеса, шары, кольца и др. (рис. 3.19) [6].

Инструментом для прокатки являются валки (рис. 3.18).

 

39 Технология производства основных видов проката, производство труб.

Способы изготовления (технология)[править | править вики-текст]

Трубы должны отвечать требованиям, изложенным в Государственных стандартах, ГОСТах. В тех случаях, когда характеристики труб, предназначенных не для массового использования, отличаются от стандартных, требования к таким трубам устанавливаются Техническими Условиями, ТУ.

 

Сварные[править | править вики-текст]

Металлические трубы обычно делают сварными. При этом либо лист сворачивают так, что шов идёт вдоль трубы («прямошовная труба»), либо навивают ленту по спирали («спиралешовная труба»). Современные технологии позволяют заметно усилить прочность шва стальной трубы — его прочность всего на 10—15 % меньше прочности остальной её части.

 

Прокатные[править | править вики-текст]

Бесшовные трубы получают прокаткой слитка на специальном оборудовании, создающем отверстие по центру. Бесшовные трубы используют там, где нужна повышенная прочность и надёжность (например, для газовых баллонов, в нефтяной отрасли и так далее). Медные трубы для водопровода и газа бесшовные в силу технологии.

 

Высверливание[править | править вики-текст]

Можно также изготавливать трубы, просверливая отверстие в цилиндрической заготовке. При этом способе значительная часть металла превращается в стружку, поэтому его используют не для труб как таковых, а только для деталей разных машин и механизмов (в том числе для оружейных стволов).

 

Фальцовка с обжатием[править | править вики-текст]

Одним из современных способов изготовления трубы является формирование трубчатого сечения с продольным фальцевым швом.

 

Литьё[править | править вики-текст]

Трубы можно изготовлять и литьём. Материал заливают либо в форму с центральным стержнем, либо в быстро вращающуюся пустотелую форму.

 

Экструзия[править | править вики-текст]

Пластмассовые трубы чаще всего получают выдавливанием (экструзией).

 

40 Ковка. Операции ковки: осадка, протяжка, прошивка, инструмент.

 

https://ru.wikipedia.org/wiki/Ковка

Ковка — это высокотемпературная обработка различных металлов (железо, медь и её сплавы, титан, алюминий и его сплавы), нагретых до ковочной температуры. Для каждого металла существует своя ковочная температура, зависящая от физических (температура плавления, кристаллизация) и химических (наличия легирующих элементов) свойств. Для железа температурный интервал 1250–800 °С, для меди 1000–650 °С, для титана 1600—900 °С, для алюминиевых сплавов 480–400 °С. Особым видом ковки является холодная ковка, осуществляемая без нагрева деформируемого металла.

 

Основные операции ковки[править | править вики-текст]

 

Протя́жка — операция удлинения заготовки или её части за счёт уменьшения площади поперечного сечения. Протяжку производят последовательными ударами или нажатиями на отдельные участки заготовки, примыкающие один к другому, с подачей заготовки вдоль оси протяжки и поворотами её на 90° вокруг этой оси. При каждом нажатии уменьшается высота сечения, увеличивается ширина и длина заготовки. Общее увеличение длины равно сумме приращений длин за каждое нажатие, а уширение по всей длине одинаково. Если заготовку повернуть на 90° вокруг горизонтальной оси и повторить растяжку, то уширение, полученное в предыдущем проходе, устраняется, а длина заготовки снова увеличивается. Чем меньше подача при каждом нажатии, тем интенсивнее удлинение. Однако при слишком малой подаче могут получиться зажимы.

 

Прошивка — это получение сквозного отверстия или углубления в поковке.

 

Прошивка производится при помощи пробойников различной конфигурации и формы (при ручной ковке), сплошных и пустотелых прошивней различного сечения, подкладных колец или плит с отверстиями, калибровочных оправок. Если высота поковки превышает длину прошивня, применяются надставки, диаметр которых должен быть несколько меньше диаметра прошивня.

При прошивке отверстия сплошным прошивнем (рис. 66) искажаются форма и размеры заготовки — уменьшается высота, появляется бочкообразность, один торец получается вогнутым, другой - выпуклым. При прошивке пустотелым прошивнем искажение меньшее, но при этом много металла отходит в выдру. Прошивка пустотелым прошивнем применяется для получения отверстий большого диаметра — свыше 400 мм.

 

41 Ковка. Операции ковки: отрубка, гибка, инструмент. Оборудование для ковки.

 

Рубка применяется для разделения одной большой заготовки на несколько мелких, удаления излишков металла, образования фасонного контура изделия и т. п. (рис. 67).

 

 

Рубка производится при помощи зубил и подсечек (ручная ковка), а также различной формы топоров и квадратов (машинная ковка).

 

В зависимости от размеров сечения заготовок и требований к качеству поверхности рубка может производиться с одной, двух, трех и четырех сторон. Последние два способа применяются при рубке крупных заготовок из слитков. На рис. 68 показана схема рубки с одной и двух сторон. Рубка с одной стороны производится следующим образом. В месте разруба топором 1 или наметкой делают углубление, насыпают туда смазку и нажимом пресса или ударом молота вгоняют топор на такую глубину, чтобы осталась перемычка, равная примерно ширине обуха топора. Затем топор вынимают, заготовку кантуют, на перемычку накладывают квадрат 2, несколько больший, чем лезвие топора, чтобы не образовались заусенцы, и ударом по квадрату окончательно разрубают заготовку. При этом получается некоторый отход металла — обсечка

 

При рубке с двух сторон топор вгоняют в заготовку на половину ее толщины, затем заготовку кантуют и топором с другой стороны окончательно разрубают. При этом на отделяемой части получается значительный заусенец 3.

 

Заусенцы, получающиеся при рубке, необходимо тщательно удалять, так как при дальнейших операциях ковки они становятся причиной брака. Удаляют их зубилом (при ручной ковке) или односторонним топором (при машинной ковке).

 

В процессе рубки топор, углубляясь в металл, затягивает с собой поверхностные слои, вследствие чего угол получается заваленным, не острым. Для получения острых углов предусматривается некоторое утолщение в месте разруба, компенсирующее «утяжку». После отрубки утолщения разгоняются бойками.

Гибка (гнутье) металла Гибкой называется операция, с помощью которой заготовки придают изогнутую форму по заданному контуру (рис. 7.4, е). Этой операцией изготавливаются угольники, скобы, крючки, кронштейны и т.п. При сгибании происходит изменение площади поперечного сечения заготовки в зоне изгиба вследствии сжатия внутренних и растяжения внешних ее слоев, называемое стяжкой. Для компенсации стяжки в месте изгиба заготовки предоставляют увеличенный размер по толщине. При изгибе возможно образование складок по внутреннему контуру и трещин по наружному. Чтобы избежать этого явления подбирают соответствующий радиус закругления и угол изгиба. Кроме заготовок сплошного профиля сгибанию могут подвергаться также трубы, для чего последние наполняются песком и плотно забиваются с обеих сторон пробками.

Машинная ковка выполняется на механических молотах (рессорных, пневматических, паровоздушных и др.) или прессах. Поковки зажимают в клещи и подводят под молот, который ударами бойка изменяет форму заготовки.

 

Ручная ковка производится последовательными ударами инструмента (молотка или кувалды) по обрабатываемой заготовке, лежащей на опорной площадке - наковальне. Ручная ковка находит применение при индивидуальном изготовлении мелких изделий или при ремонтных работах, но в последнее время ручная ковка все больше и больше вытесняется машинной ковкой.

42. Разработка техпроцесса изготовления поковок горячей объемной штам-
повкой состоит из следующих этапов:
1 Разработка чертежа поковки.
2 Конструирование чистового ручья штампа.
3 Определение усилий деформирования металла и выбор мощности штампо-
вочного молота.
4 Конструирование молотового штампа.
5 Определение профиля и размеров исходной заготовки.
6 Определение термического режима штамповки.

Листовая штамповка — метод изготовления плоских и объемных тонкостенных изделий из листового материала, ленты или полосы с помощью штампов на прессах или без применения прессов. Листовая штамповка подразделяется на горячую и холодную.

Холодная штамповка. Это наиболее прогрессивный метод обработки давлением, так как он позволяет получить детали, не требующие в большинстве случаев дальнейшей обработки резанием. Холодной листовой штамповкой изготовляют как крупные, так и мелкие детали (рамы и кузова автомобилей, шасси самолетов, элементы обшивки судов, детали часовых механизмов и др.).