3.2.2. Обработка давлением

Обработка давлением – технологические процессы, которые основаны на пластическом формоизменении металла.

К заготовкам, получаемым посредством обработки давлением, относят следующие заготовки:

- заготовки, получаемые свободной ковкой;

- заготовки, получаемые объемной штамповкой;

- заготовки, получаемые из проката.

Свободной ковкой получают заготовки крупных деталей, а также деталей, изготовляемых в незначительных количествах, т. е. когда применение оснастки для объемной штамповки оказывается либо невозможным, либо невыгодным. В холодильном машиностроении свободной ковкой получают заготовки деталей крупных компрессоров ‑ горизонтальных поршневых и центробежных (штоки, коленчатые валы; детали роторов ‑ валы, диски рабочих колес и др.).

Объемная (горячая) штамповка применяется в серийном и массовом производствах, причем при мелких сериях используются так - называемые подкладные штампы, а для крупных серий ‑ закрепленные штампы.

Заготовки из проката применяют для изготовления деталей, близких по своей конфигурации к какому-нибудь виду проката. Например, поршневые пальцы делают из прутков круглого сечения, гайки ‑ из прутков шестигранного сечения, вкладыши подшипников ‑ из труб, пружины ‑ из проволоки, клапанные пластины ‑ из листового проката. Почти все детали теплообменных аппаратов также изготовляют из проката ‑ из труб или листов.

Получение заготовок обработкой давлением характеризуется данными, приведенными в Приложении 2 [7]

К обработке давлением относятся гибка заготовок из проката на гибочных машинах, раскатка полых заготовок (колец, втулок) для увеличения их диаметра, а также вальцовка обечаек на вальцовочных станках. Особый случай представляет давильные работы для получения фасонных тел вращения из листового мате­риала с исходной заготовкой в виде диска. Такая технология получения заготовок используется для получения корпусов колонн, емкостей и др.

Правкой поковок устраняют искривления и коробления заготовок, возникающие при обрезке облоя и прошивке отверстий, а также от действия остаточных напряжений. Правку осуществляют в горячем или холодном состоянии. Горячую правку производят на прессе после обрезки облоя и прошивки отверстий; холодную после термической обработки и очистки поковки от окалины. Холодная правка в штампах производительнее горячей правки (100 - 150 шт/ч).

Детали из проката изготовляют после его резки на заготовки или из прутка (полосы, листа). Для изготовления деталей соответствующей конфигурации применяют круглый, квадратный, шестигранный, полосовой прокат, а также бесшовные и сварные трубы.

Заготовки ступенчатых валов часто получают из полосы, которую после разрезки вальцуют в полый цилиндр, а продольный шов сваривают на роликовом аппарате. Для получения уступов цилиндр обжимают на гидравлических прессах. Экономия материала при изготовлении валов из полосы достигает 50 − 60 % по сравнению с изготовлением из прутка.

Прокат круглого сечения, применяемый для изготовления стальных деталей, выпускается как горячекатаным, так и калиброванным способом. Прокат круглой горячекатаной стали может быть обычной и повышенной точности. Для наиболее часто применяемых диаметров (20 − 50 мм) обычная точность соответствует примерно 15 и 16-му квалитету, а повышенная − 14-му квалитету. Калиброванные прутки изготовляют по 7 − 8-му квалитету. Их применение при изготовлении гладких валов позволяет либо полностью отказаться от механической обработки, либо начать обработку сразу со шлифования, минуя черновое и получистовое точение резцом. Калиброванные прутки используют также в тех случаях, когда применяется закрепление в цанговых патронах (при этом достаточно иметь пруток 12-го квалитета).

Гнутые профили, применяемые для изготовления многих деталей, легкие и достаточно жесткие. В конструкциях используют открытые, закрытые и многослойные профили (рис. 3.1 а). Форма гнутых профилей может быть приближена к форме отдельных элементов конструкции. Экономию металла (30 − 70 %) и сокращение времени обработки (20 − 40 %) можно получить при изготовлении деталей из фасонных труб или труб переменного сечения.

Рис. 3.1. Гнутые профили (а) и прокат специальных профилей (б)

Специальный прокат, применяемый в крупносерийном и массовом производстве, почти полностью исключает обработку резанием, на долю которой остается в основном отрезка, сверление отверстий и зачистка. Профили специального проката показаны на рис. 3.1 б. Правка проката предшествует его резке на мерные заготовки, которые в некоторых случаях также подвергают правке. Правкой уменьшают припуск на последующую механическую обработку заготовки и устраняют поломки зажимных механизмов револьверных станков и автоматов. На рис. 3.2 представлен процесс гибки листового материала.

Рис. 3.2. Гибка листового материала, получение изгибов различной формы

Методы правки проката и заготовок приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1