Вопрос 13

Опишите вид обработки металлов давлением: прессование, ковку и штамповку.

Прессование заключается в продавливании нагретого металла — заготовки, находящейся в замкнутой форме, через отверстие инструмента, называемого матрицей. При этом форма и размеры поперечного сечения выдавленной части заготовки соответствуют форме и размерам отверстия матрицы, а длина ее пропорциональна отношению площадей поперечного сечения исходной заготовки и выдавленной части и перемещению давящего инструмента.

Прессованием изготовляют прутки диаметром 3...250 мм, трубы диаметром 20...400 мм при толщине стенки 1,5... 12 мм, полые профили с несколькими каналами сложного сечения, с наружными и внутренними ребрами, разнообразные профили с постоянным и изменяющимся (плавно или ступенчато) сечением по длине. Кроме того, прессованием получают изделия весьма сложной конфигурации, что исключается при других способах пластической обработки.

При прессовании труб и полых профилей в заготовке необходимо предварительно получить сквозное отверстие, которое в большинстве случаев прошивают на том же прессе. В процессе прессования металл заготовки выдавливается пуансоном в зазор между матрицей и иглой.

К недостаткам прессования следует отнести значительные отходы, так как весь металл заготовки не может быть выдавлен из контейнера через отверстие матрицы. Например, при прессовании труб большого диаметра масса пресс-остатка может достигать 40 % массы исходной заготовки.

Ковкой изменяют форму и размеры заготовки путем последовательного многократного воздействия универсальным инструментом на отдельные участки нагретой заготовки. Деформирование заготовки осуществляется с помощью универсального подкладного инструмента или бойков. Бойки чаще всего бывают плоскими, однако применяют вырезные и закругленные бойки. Нижний боек обычно неподвижен, верхний совершает возвратно-поступательное движение. В результате многократного и непрерывного воздействия инструмента заготовка постепенно приобретает необходимую форму и размеры.

Различают ковку ручную и машинную. Ручную ковку осуществляют молотом на наковальне и применяют для индивидуального изготовления мелких изделий или при ремонтных работах. Машинную ковку производят на ковочных молотах и прессах. К основным операциям машинной ковки относятся осадка, протяжка, прошивка, гибка, сварка, скручивание, отрубка и раскатка.

Штамповка — это пластическая обработка металлов рабочей частью штампа для придания материалу (заготовке) заданных форм и размеров. При этом для каждой детали изготовляют свой штамп. Конфигурация штампа задает формы и размеры изделия. Штамповка позволяет максимально приблизить исходную форму заготовки к размерам готовой детали. По сравнению с ковкой штамповка обеспечивает большую производительность благодаря тому, что пластически деформируется одновременно вся заготовка или значительная ее часть. Различают горячую и холодную штамповки. При горячей штамповке свойства металлов улучшаются: происходит уплотнение, образуется однородная мелкозернистая структура. Холодная штамповка по сравнению с горячей имеет ряд преимуществ: поверхностный слой металла не окисляется (не образуется окалина), изделия получаются более точными по размерам, с более гладкой поверхностью.

Ковкой и штамповкой получают весьма разнообразные по форме и размерам изделия не только из металла, но и пластмасс и других материалов с различными степенью точности размеров, механическими и другими характеристиками и качеством поверхности. Поэтому ковочно-штамповочное производство находит широкое применение в машиностроении, приборостроении, в производстве предметов народного потребления и других отраслях народного хозяйства.