Лекции ТКМ (1) (816151), страница 7
Текст из файла (страница 7)
СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ.
В зависимости от материала исходной заготовки, формы и размеров получаемого изделия, применяются следующие способы обработки давлением: прокатка, волочение, прессование, ковка, штамповка и специальные способы.
I. Прокатка – технологический процесс получения заготовок или деталей в результате пластической деформации холодного или нагретого металла исходной заготовки вращающимися валками
Исходная заготовка – слитки, блюмы, слябы.
Инструмент прокатки – прокатные валки.
Оборудование – прокатные станы, нагревательные печи.
Основные виды прокатки
В зависимости от формы движения изделия различают продольную, поперечную и поперечно-винтовую прокатку (рис. 2Д).
| Рис. 2Д Основные виды прокатки | а – продольная прокатка; б – поперечная прокатка; в – поперечно-винтовая прокатка: 1 – заготовка; 2 – валок; 3 – оправка; 4 – стержень; 5 – продукция проката (сортовой прокат, ленты, полосы, листы); 6 – продукция проката (шары, оси, шестерни на прокатных станах с зубчатыми валками); 7 – продукция проката (трубы, периодический прокат) |
| При наиболее распространённой продольной прокатке (рис. 2Д, а) поступательно перемещающаяся заготовка деформируется между двумя валками, вращающимися в разные стороны. При поперечной прокатке (рис. 2Д, б) валки, вращаясь в одном направлении, придают вращение заготовке и деформируют её, постепенно втягивая в зазор между валками. При поперечно-винтовой прокатке (рис. 2Д, в) валки расположены под углом α друг к другу (α = 4…14о) и сообщают заготовке винтовое (т.е. вращательное и поступательное) движение. Прокатка выполняется как в холодном, так и в горячем состояниях | |
Продукция прокатки.
Прокатке подвергают около 90% всей выплавляемой стали и бόльшую часть цветных металлов и сплавов.
Продукцией прокатки являются заготовки для производства различных конструкций, а также изделий машиностроения. Эти заготовки получают из выпускаемых стандартных профилей. Профилем называется форма поперечного сечения полученного изделия. Совокупность различных профилей разного размера называется сортаментом. Сортамент выпускаемых стандартных профилей можно разделить на четыре основные группы: сортовой прокат (рис.3Д, рис. 4Д), листовой прокат, трубный прокат (бесшовные и сварные трубы) и специальный прокат: периодические профили рис.5Д, гнутые профили рис. 6Д , детали машин (винты, зубчатые колеса, шарики для подшипников).
Сортовой прокат делят на профили простой геометрической формы (рис.3Д) и сложные (фасонные) профили (рис. 4Д).
|
Рис. 3Д. Сортовой прокат. Профили простой геометрической формы Круглую и квадратную сталь выпускают соответственно с диаметром или стороной 5–250 мм; полосовую (прямоугольную) – шириной 10–200 мм и толщиной 4–60 мм; шестигранную – с диаметром вписанного круга 6–100 мм. Цветные металлы и сплавы выпускают преимущественно в виде простых профилей – круглого, квадратного, прямоугольного. | а – круг; б – квадрат; в – полоса (прямоугольник); г – шестигранник |
| Рис. 4Д. Сортовой прокат. Фасонные профили | а – равнобокий уголок; б – неравнобокий уголок; в – швеллер; г – тавр; д – двутавр; е – рельс |
| Листовой прокат делят на толстолистовой (толщиной 4–160 мм), тонколистовой (толщиной менее 4 мм) и фольгу (толщиной менее 0,2 мм). Выпускают листовую сталь со специальными защитными покрытиями из олова, цинка, хрома, алюминия, пластмасс и специальных лаков. Такую сталь толщиной 0,08–0,32 мм называют жестью. | |
| Трубы делят на бесшовные и сварные. Бесшовные трубы используют в наиболее ответственных случаях – в трубопроводах, работающих под давлением, в агрессивных средах. Бесшовные трубы выпускают диаметром 30–650 мм с толщиной стенки 2–160 мм, а сварные – диаметром 5–2500 мм с толщиной стенки 0,5–16 мм. | |
|
Рис. 5Д. Примеры периодических профилей Периодические профили имеют периодически изменяющуюся форму и площадь поперечного сечения по длине заготовки | |
|
| |
Рис. 6Д Примеры гнутых профилейИнструмент для прокатки.
Инструментом для прокатки являются прокатные валки (рис. 7Д), которые в зависимости от прокатываемого профиля разделяются на:
1. Гладкие - применяются для прокатки полос, листов и т.п. Если после одного перехода требуется дальнейшее уменьшение толщины прокатываемой заготовки, то гладкие валки необходимо сближать друг с другом на требуемое расстояние с помощью специального нажимного механизма).
2. Ступенчатые - применяются для прокатки полос и т.п. Эти валки позволяют после первого перехода (рис. 7Д, б, слева) сразу же продолжить уменьшение толщины прокатываемой заготовки на соседнем рабочем участке с меньшим зазором (рис. Д7, б, справа), т.е. не требуют обязательного сближения валков друг с другом и тем самым увеличивают производительность).
3. Ручьевые - применяются для получения сортового проката.
Ручьём называется вырез на рабочей поверхности валка. Совокупность двух ручьёв (рис. 7Д, в и рис. 7Д, а) или ручья и выступа (рис. 8Д, б) соответствующих друг другу прокатных валков называется калибром. Если линия разъёма валков находится в пределах очертания калибра, калибр называется открытым (рис. 7Д, в и рис. 8Д, а). Если линия разъёма валков проходит вне калибра, калибр называется закрытым (рис. 8Д, б).
Инструмент для прокатки. Прокатные гладкие, ступенчатые и ручьевые валки
|
Рис. 7Д. Прокатные валки (тёмным цветом показаны прокатываемые заготовки): а – гладкие валки; б – ступенчатые валки; в – ручьевые валки: 1 – бочка (рабочая часть); 2 – шейка (устанавливается в подшипник); 3 – трефа (через неё шпиндель прокатного стана передаёт крутящий момент на валок) |
|
Рис. 8Д. Калибры (тёмным цветом показаны прокатываемые заготовки): а – открытый; б – закрытый |
Оборудование для прокатки (рис. 9Д и рис. 10Д).
|
Рис. 9Д Схема линии прокатного стана 1 – прокатные валки; 2 –станина; 3 –шпиндель; 4 –муфта; 5 – рабочая клеть; 6 – шестеренная клеть; 7 – муфта; 8 – механический редуктор; 9 – электродвигатель; 10 – механизм для регулировки зазора между валками Комплект прокатных валков 1 со станиной 2, в которой они закреплены, называется рабочей клетью прокатного стана 5 (станина – основная несущая часть машины, на которой монтируются рабочие узлы и механизмы, воспринимающая силы, действующие при работе машины, и обеспечивающая точное взаимное расположение её частей). В рабочей клети может находится два и более валков. Шестеренная клеть 6 предназначена для распределения крутящего момента электродвигателя 9 между верхними и нижними валками. Шпиндели 3 предназначены для передачи крутящего момента от шестеренной клети прокатным валкам. Крутящий момент от двигателя 9 к редуктору 8 передается муфтой 4. Механический редуктор 8 используется для изменения числа оборотов при передаче движения от двигателя к валкам. Муфты 4 и 7 используются для передачи крутящего момента от двигателя к редуктору и от редуктора к шестеренной клети соответственно. | |
|
Рис. 10Д Схемы расположения рабочих клетей станов 1 - рабочие клети; 2 - шестеренные клети; 3 – двигатели; 4 – механические редукторы. | Различают станы одноклетьевые (с одной рабочей клетью рис. 10Д, а) и многоклетьевые (рис. 10Д, б и в). При прокатке окончательная форма и размеры изделия формируются в результате последовательного приближения формы и размеров исходной заготовки к заданной. Изделия простой формы могут быть сформирована за один проход через одну рабочую клеть (одноклетьевые станы). Изделие сложной формы формируется, как правило, за большее число проходов через одну или несколько рабочих клетей (многоклетьевые станы). Многоклетьевые станы могут быть с линейным или последовательным расположением клетей. У линейных станов клети расположены в одну или несколько линий (рис. 10Д, б). В каждой отдельной линии валки связаны между собой и вращаются с одной скоростью. Наиболее совершенными считаются непрерывные многоклетьевые станы (рис. 10Д, в), у которых рабочие клети располагаются последовательно одна за другой на расстояниях, меньших длины заготовки, вследствие чего она последовательно (без дополнительного перемещения изделия из одной клети в другую) прокатывается в нескольких клетях. Число рабочих клетей непрерывных станов равно требуемому числу проходов заготовки, в результате чего она проходит через каждую клеть только один раз. Этим достигается высокая производительность при полном исключении ручного труда. |
Прокатка выполняется в два этапа: прокатка слитка в полупродукт и прокатка полупродукта в готовый прокат.
Поэтому, по назначению прокатные станы разделяют на станы производства полупродукта и станы для выпуска готового проката.
К станам производства полупродукта относятся обжимные и заготовочные станы.
Обжимные станы (блюминги и слябинги) предназначены для прокатки слитков (до 60 т) в крупные заготовки (блюмы и слябы).
Заготовочные станы предназначены для получения полупродукта более мелкого сечения из блюмов, слябов или слитков небольшой массы.
Станы готового проката характеризуются видом выпускаемой продукции: сортовые, листовые, трубопрокатные и станы для специальных видов проката.
Технология производства основных видов проката
Продукция проката, полученная с нагревом исходной заготовки, называется горячекатаной, без нагрева - холоднокатаной.
Технология производства основных типов проката состоит из двух этапов: прокатка слитка в полупродукт и прокатка полупродукта в готовый прокат.
1. Прокатка слитка в полупродукт
Прокатка слитка в полупродукт выполняется в горячем состоянии на специальных обжимных станах : блюмингах и слябингах (станы производства полупродукта)
Исходными заготовками при прокатке служат стальные слитки массой до 60 т, а из цветных металлов и сплавов массой до 10 т. В результате первичной прокатки слитков получаются полупродукты крупного сечения: блюмы (рис. 11Д) и слябы (рис. 12Д).
|
Рис. 11Д Блюм | Блюм - заготовки квадратного поперечного сечения, предназначенная для последующего изготовления сортовых профилей, |
|
Рис. 12Д Сляб | Сляб – заготовка прямоугольного поперечного сечения, предназначенная для последующего изготовления листового проката. |
В настоящее время во всех развитых странах мира исходные заготовки квадратного и прямоугольного поперечного сечения требуемого размера получают на машинах непрерывной разливки стали. Прокатное производство блюмов и слябов осталось только в Украине и на заводах России.
2. Прокатка полупродукта в готовый прокат.
2.1. Получение листового проката (рис. 7Д, а и б).
Листовой прокат делят на толстолистовой (толщиной 4–160 мм) и тонколистовой (толщиной менее 4 мм). Толстолистовой прокат получают в горячем состоянии (горячекатаные листы). Тонколистовой прокат получают из толстолистового в холодном состоянии (холоднокатаные листы).
2.2. Получение сортового проката (рис. 7Д, в и рис. 8Д).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
