Обработка металлов давлением. Лекция №10-11

1.

ЛЕКЦИЯ №10-11
Обработка металлов давлением
План лекции:
1. Основы обработки металлов давлением.
2. Прокатка металлов.
3. Волочение металлов.
4. Ковка и штамповка металлов.
5. Прессование.

2.

1. Основы обработки металлов давлением.
Обработка металлов давлением —
технологический процесс получения
заготовок или деталей в результате
силового воздействия инструмента на
обрабатываемый материал.

3.

При обработке металлов давлением изделия
получают пластической деформацией без
снятия стружки.
Этот процесс отличается большой
экономичностью и производительностью.
Обработке давлением подвергается до 90 %
выплавляемой стали, многие цветные металлы
и сплавы.

4.

Необходимое условие обработки давлением:
металлы должны быть способны пластически
деформироваться без разрушения.
Такой способностью обладают, например,
стали, сплавы меди, сплавы алюминия.
Чугуны же являются хрупкими сплавами, они
не могут пластически деформироваться и
поэтому не подвергаются обработке
давлением.

5.

6.

7.

В зависимости от условий, при которых
происходит ОМД, она может быть
холодной или горячей.

8.

При обработке давлением на металл
действуют внешние силы (удары молота,
давление пресса), вызывающие в нем
напряжения, превышающие предел
упругости. В результате изменяется форма
исходного металла (слитка или мерной
заготовки), а объем его остается
постоянным (не считая потерь на отходы и
угар).

9.

Процесс обработки давлением
сопровождается изменением структуры и
физико-механических свойств металлов
и сплавов .

10.

11.

Обработке давлением поддаются только
ковкие металлические материалы,
обладающие достаточной пластичностью.
Хрупкие металлы и сплавы (марганец,
чугун, твердые сплавы и др.) давлением
не обрабатываются.

12.

Природная пластичность различных
металлов и сплавов неодинакова.
Свинец, олово, алюминий, медь, цинк и
некоторые их сплавы обладают высокой
пластичностью в холодном состоянии и
могут обрабатываться давлением без
предварительного подогрева.

13.

Пластичность стали в холодном
состоянии недостаточна. Для повышения
пластичности она нагревается и
обрабатывается давлением в горячем
состоянии.

14.

Основные виды обработки металлов
давлением:
- прокатка;
- волочение;
- ковка;
- прессование.

15.

2. Прокатка металлов
Прокатка заключается в обжатии
заготовки между двумя вращающимися
валками прокатного стана, в результате
чего толщина заготовки уменьшается, а
длина и ширина увеличивается.

16.

17.

Прокаткой получают изделия с
постоянным по длине поперечным
сечением (прутки, рельсы, листы, трубы,
балки) или с периодически изменяющейся
по длине формой.
Этим способом обрабатывается до 75-80 %
выплавляемой стали.

18.

По температуре проведения процесса
прокатку делят на:
холодную;
тёплую;
горячую.

19.

Прокатный стан - машина для обработки
металлов давлением между вращающимися
валками.
В некоторых производствах прокатный стан
представляет собой систему машин, куда входят,
кроме собственно прокатного стана, машины для
резки проката, правки, сматывания в бухты или
рулоны готовой продукции (например, тонких
листов), транспортирования прокатанного
материала.

20.

3. Волочение металлов
Волочение заключается в протягивании
металла (проволоки, прутка или трубы)
через отверстие (очко) специального
инструмента — волоки, поперечное
сечение которого меньше, чем исходной
заготовки.

21.

В результате площадь поперечного сечения заготовки
уменьшается, а длина увеличивается. Волочение
широко применяется в производстве металлических
прутков, проволоки, труб и других изделий.
Производится на волочильных станках, основными
частями которых являются волоки и устройства для
протяжки заготовки.

22.

Виды волочения
По типу волочения:
сухое (волочение через ванночку с мыльным
порошком)
мокрое (через мыльную эмульсию).
По чистоте обработки:
черновое (заготовительное)
чистовое (заключительная операция, для
придания готовому изделию требуемых формы,
размеров и качества).
По нагреву заготовки:
холодное волочение
горячее волочение

23.

Волочильный стан - машина для
обработки металлов волочением.
Волочильный стан состоит из двух
основных элементов:
рабочего инструмента - волоки;
тянущего устройства, сообщающего
обрабатываемому металлу движение
через волоку.

24.

4. Ковка и штамповка металлов
Ковка – это обработка металлов
давлением нагретых до ковочной
температуры либо осуществляемая без
нагрева деформируемого металла.

25.

Различают:
1. Ковка на молотах (пневматических,
паровых и гидравлических).
2. Ручная ковка.
3. Штамповка.
Изделия и полуфабрикаты, получаемые ковкой,
называют «поковка».

26.

При свободной ковке (ручной и
машинной) металл не ограничен совсем
или же ограничен с одной стороны.
При ручной ковке непосредственно на
металл или на инструмент
воздействуют кувалдой или молотом.
При ковке в штампах металл ограничен
со всех сторон стенками штампа. При
деформации он приобретает форму этой
полости.

27.

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.

28.

29.

1) Ковка (свободная ковка) – способ
обработки давлением, при котором
деформирование нагретого (реже
холодного) металла осуществляется или
многократными ударами молота или
однократным давлением пресса.

30.

Свободную ковку применяют также для
улучшения качества и структуры металла. При
проковке металл упрочняется, завариваются так
называемые несплошности и размельчаются
крупные кристаллы, в результате чего структура
становится мелкозернистой, приобретает
волокнистое строение.

31.

2) Ручная ковка – воздействие на
обрабатываемый металл осуществляется
вручную, при помощи кувалды или молота.
К преимуществам ручной ковки относится
обеспечение большей свободы действия при
придании заготовке необходимой формы.

32.

3) Штамповка – процесс пластической
деформации материала с изменением
формы и размеров тела.
Чаще всего штамповке
подвергаются металлы или пластмассы.

33.

Существуют два основных вида
штамповки - листовая и объёмная.
Примером листовой штамповки является
процесс пробивания листового металла, в
результате которого получают
перфорированный металл (перфолист).
В противном случае штамповка
называется объёмной.

34.

Для процесса
штамповки
используются прессы
- устройства,
позволяющие
деформировать
материалы с помощью
механического
воздействия.

35.

Ковка является одним из
экономичных способов
получения заготовок деталей. В
массовом и крупносерийном
производствах
преимущественное применение
имеет ковка в штампах, а в
мелкосерийном и
единичном — свободная ковка.
При ковке используют набор
кузнечного инструмента, с
помощью которого заготовкам
придают требуемую форму и
размеры.

36.

5. Прессование металла
Прессование заключается в
продавливании заготовки, находящейся в
замкнутой форме, через отверстие
матрицы, форма и размеры которого
определяют форму и сечение
прессуемого изделия – прутков, труб и
фасонных профилей.

37.

Как правило, для прессования
применяют прессы высокого давления.
Прессование используют в различных
отраслях промышленности, а также в
сельском хозяйстве.
Прессование следует отличать от ковки и
штамповки.

38.

В зависимости от схемы приложения
усилий различают следующие виды
прессования:
прямое прессование (направление
движения металла совпадает с
направлением движения пресс-шайбы);
обратное прессование (материал
перемещается навстречу движению
матрицы, выполняющей также функции
пресс-шайбы).