Корягин С.И., Пименов И.В., Худяков В.К. - Способы обработки материалов (1093325), страница 37
Текст из файла (страница 37)
В результате кристаллизации на противоположном конце шкива получается полоса трехгранногоили прямоугольного сечения, которая затем поступает в многоклетьевой непрерывный прокатный стан. Этот способ имеет рядпреимуществ перед другими: малые потери металла, высокаяпроизводительность, упрощение процесса производства проката.Волочение – процесс обработки металла давлением (ОМД),при котором материал протягивается через отверстие инструмента – волоку (фильеру), площадь выходного сечения которойменьше площади сечения заготовки.
В результате поперечныеразмеры изделий уменьшаются, а длина увеличивается. Волочение производят через одну или несколько волок при обжатии243за один проход на 16...30%. Суммарное обжатие заготовки может достигать 40...85%.Волочильные станы состоят из волоки и тянущих устройств,последние могут иметь прямолинейное (цепные, реечные, винтовые, канатные, гидравлические) и круговое движение (барабанные). На станах с прямолинейным движением тянущих устройств изготовляют прутки, профили, трубы; на барабанныхстанах – проволоку и трубы малого диаметра.Прямолинейные станы могут быть одно- и многопоточные(до 5 изделий одновременно).
На барабанных станах осуществляется процесс как однократного, так и многократного волочения. Станы для многократного волочения имеют от 6 до 20-30волок и предназначены для получения тонких и ультратонких(до 8...15 мкм) профилей.Профиль продукции обеспечивается формой волоки, изготовляемой из инструментальных сталей У8-У12, Х12М, твердых сплавов ВК2, ВК3, а для получения тонкой проволоки (менее 0,3 мм) – из алмаза.
Изделия имеют высокую точность размеров (например, при волочении ультратонкой проволоки допуск составляет ±0,001 мм).Волочение осуществляется в холодном и горячем состояниях с обильным применением смазки. Изделия из алюминия, меди, никеля и их сплавов, стали волочат при комнатной температуре с промежуточными отжигами для снятия наклепа. Хрупкие металлы (молибден, вольфрам и др.) обрабатывают в горячем состоянии в защитной атмосфере или вакууме.В последние годы промышленное применение нашло волочение (например, тонкостенных труб из сталей и цветных металлов) с применением ультразвука. При этом на 25...35% снижается усиление волочения, улучшается качество поверхностиизделий.Прессование – технологический процесс обработки давлением, заключающийся в выдавливании металла пуансоном иззакрытого контейнера через отверстие в матрице.
Профиль изделия определяется профилем отверстия в матрице. Обычно244прессованием изготовляют прутки диаметром 5...300 мм, трубыс внутренним диаметром 18...700 мм и толщиной стенки1,25...50 мм. Этим способом получают изделия сложной формы, которые нельзя изготовить никакими другими методамиОМД. Продукция отличается высокой точностью размеров.Мягкая схема напряженного состояния (О4) позволяет деформировать на 85...90% даже самые малопластичные и трудноформируемые металлы и сплавы. При прессовании пластичныхметаллов может быть достигнут эффект сверхпластичности(при прессовании чистого алюминия вытяжка может достигать1000%). Прессованием получают изделия из алюминия, титана,магния, цинка и их сплавов, углеродистых и легированных сталей.
Успешно осваивается прессование тугоплавких металлов ввакууме или в среде инертных газов.При прессовании труб к торцу пресс-шайбы крепитсястальная игла. Металл выдавливается в кольцевой зазор междуотверстием матрицы и иглой. Матрицы изготовляют из легированных сталей (3Х2В8, 38ХМЮА и др.) и твердых сплавов.Прессование ведут на гидравлических прессах, развивающих усилие 15000...300000 МН.Среди высокопроизводительных методов прессования следует отметить гидропрессование (гидроэкструзия) жидкостьювысокого давления (до 3000 МПа) и прессование с использованием энергии взрыва. В первом случае жидкостное трение наконтакте заготовка-матрица устраняет серьезный недостатокобычного прессования – трение металла о стенки контейнера иматрицы. В результате скорость выдавливания возрастает, изделия получают равномерные свойства по длине, практическиполированную поверхность.
Повышается изностойкость инструмента, а усилие уменьшается на 30...40%, уменьшается неоднородность деформации, что позволяет обрабатывать хрупкиематериалы (сплавы вольфрама, бериллия, ниобия и др.). Гидропрессование проводят при комнатной температуре. При повышенных температурах жидкость заменяют газом высокого давления.245Ковкой называется один из способов ОМД, при котором инструмент оказывает многократное прерывистое воздействие нанагретую заготовку, в результате чего она, деформируясь, приобретает заданную форму и размеры.
Различают ковку в штампах (штамповка) и без применения штампов (так называемуюсвободную ковку). При свободной ковке перемещение деформированного металла не встречает сопротивления своему движению со стороны инструмента. Исходным материалом дляковки деталей служат слитки и различный прокат.Ковка подразделяется на ручную и машинную.
Ручную ковку осуществляют молотом на наковальне и применяют для индивидуального изготовления мелких изделий или при ремонтных работах. Механическую ковку производят на ковочныхмолотах и прессах.Молоты используют для изготовления изделий среднихразмеров, прессы – для изготовления крупных изделий. Все типы молотов и прессов имеют подвижные (баба и верхний боек)и неподвижные (шабот и нижний боек) части.При всех операциях свободной ковки обработка ведется последовательными ударами молотов, но высокоскоростные молоты рассчитаны на одноударное действие.
Наибольшее распространение получили паровоздушные, пневматические, механические молоты и гидравлические прессы.При свободной ковке используют разнообразный кузнечныйинструмент. Технологические процессы свободной ковки представляют собой различное сочетание основных операций: осадка, высадка, протяжка, обкатка, раскатка, прошивка и т.д.Штамповка представляет собой процесс ОМД, формообразование изделий при котором происходит в штампах, т.е. обеспечивается принудительное получение изделием формы и размеров. Метод экономичен и широко применяется в различныхотраслях промышленности.
Штамповку осуществляют на прессах и молотах, которые отличаются от ковочных конструкцийбольшей жесткостью, большей точностью направляющих подвижных частей и др.246Горячая объемная штамповка применяется в основном длямассового и серийного производства поковок и позволяет получать изделия с высокой точностью формы и размеров.
Технологический процесс этого вида штамповки состоит из следующих операций: разрезка металла на заготовки, нагрев заготовок,штамповка, термообработка, отделка поковок. Метод дает возможность обрабатывать трудноформируемые сплавы (реализуется мягкая схема напряженного состояния).Холодную объемную штамповку применяют для поковокнебольшого размера. При холодной штамповке уменьшаютсяотходы металла, улучшается качество поверхности, обеспечивается высокая точность изделий при высокой производительности труда.Листовой штамповкой изготавливают плоские или пространственные тонкостенные изделия из стали, цветных металлов и сплавов. При холодной штамповке используют листовыезаготовки толщиной от сотых долей миллиметра до 4 мм, пригорячей – толщиной более 4 мм.
Продукция листовой штамповки отличается высокой точностью и не нуждается в последующей обработке на металлорежущих станках. Сортамент изделийвесьма разнообразен – от деталей часов до днищ паровых котлов и резервуаров, от посуды до станин прессов, станков, деталей корпусов морских судов и т.д.
Этим методом получают более 70% деталей легковых автомобилей. Операции листовойштамповки бывают разделительные (отрезка, вырубка, пробивка и др.) и формоизменяющие (гибка, вытяжка, формовка, отбортовка и др.).В последние годы для упрощения и удешевления оснасткиразработаны и применяются способы обработки с использованием в качестве штампов эластичных материалов (например,резины).Для изготовления мелкосерийных крупногабаритных деталей из толстолистовых заготовок применяют штамповку взрывом с использованием тротила, аммонала и других взрывчатыхвеществ.
При взрыве развиваются кратковременные высокие247давления, под действием которых заготовка принимает формуштампа. Этот метод гораздо экономичнее, чем обычная листовая штамповка деталей, и позволяет обрабатывать металлы исплавы, имеющие относительное удлинение 10...14%. Штамповкой взрывом получают детали из нержавеющих и высокопрочных сталей, титановых и медных сплавов и др.10.3. Обработка полимерных материаловДля обработки полимерных материалов используют все рассмотренные в 10.1 способы.Основные методы и режимы переработки термопластовпредставлены в табл. 48.Таблица 48Основные методы и режимыпереработки некоторых термопластовПрессованиеЛитье под давлениемДавление, Темпера- Давление, ТемпераМПатура, °СМПатура, °СПЭВД5...20120...140 50...100 100...140ПЭНД5...10160...180 90...110 200...220Пропилен7...12170...180 60...140 180...240Полистирол35...40135...15040...60200...220Поликарбонат––80...120 170...280Полиформальдегид––80...120 180...220Полиакрилаты 25...30170...190 80...150 200...230Полиамиды––80...100 220...260Фторопласт-330...50220...260 150...300 260...280Фторопласт-4 250...400 360...390––ПолимерЭкструзияТемпература, °С140...170160...220180...240160...240240...280200...240250...270250...270280...310–Детали сложной формы из листовых термопластичных материалов могут изготовляться методами штамповки, пневмо- ивакуумформования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
