1.3.Прокатные вальцы, используемые в художественном производстве.

Вальцы (происходит от немецкого слова Walze - валок, каток) - рабочий инструмент машин, имеющий 2 валка, которые вращающаются в противоположных направлениях, что обеспечивает захват и обработку (прокатку) материала, проходящего между ними. Поверхность дробильных вальцов рифлёная, в ковочных вальцах имеется ручей, соответствующий конфигурации детали.

Ниже на рис. 4 - 6 представлены различные варианты вальцов.

Рис. 4. Вальцы с валками для прокатки листа Рис. 5. Вальцы для прокатки тонкого листа

и профиля (привод электрический). (привод ручной).

Рис. 6. Профилированные валки вальцов.

Из представленных рисунков видно, что привод валков осуществляется как с помощью электродвигателя, так и ручным способом. Слева на рис. 4 видна шестеренная передача, служащая для передачи вращения на второй (верхний) валок. Сверху имеется нажимное устройство, которое перемещает верхний валок и тем самым задает необходимое обжатие.

Вальцы широко используются для получения исходных материалов при изготовлении художественных изделий в целом и, в частности, в ювелирной промышлености. Так, например, проволоку для скани и других видов художественной техники, а также фольгу для изготовления тонких трубок делают в вальцах. Имеются и многие другие примеры использования вальцов.

2.Матрицы для прессования.

Не рассматривая конструктивные особенности всех видов инструмента, используе-мых при прессовании остановимся лишь на одном из самых важных из них - матрице.

Принципиальная схема прессования приведена на рис. 7. В процессе прессования прессуемый металл 1 выдавливается через матрицу 2 из контейнера 3 при движении пуан-сона 4 (пресс-штемпеля). Прессование может осуществляться как прямым методом, при котором готовое изделие движется в том же направлении, что и пуансон (рис. 7,а), так и обратным, при котором готовое изделие движется навстречу пуансону (рис. 7,б).

Рис. 7. Схема прямого (а) и обратного (б) прессования.

При прессовании матрица определяет форму получаемого профиля и обеспечивает получение правильных размеров профиля и качественной поверхности, хотя работает в исключительно тяжелых условиях - высокая температура на протяжении всего процесса прессования и высокие удельные давления при минимальных возможностях смазки и охлаждения.

По количеству отверстий матрицы могут быть одноканальными и многоканальными. Число отверстий в многоканальной матрице определяется видом получаемого изделия и необходимой производительностью пресса. Так, при прессовании круглых профилей не-больших размеров матрица может иметь до 30 отверстий. В сечении у матрицы можно вы-делить три зоны: воронку, поясок и распушку.

Существенной частью профиля канала матрицы является рабочий поясок, который собственно и определяет форму и размеры поперечного сечения изделия (рис. 8). Рабочий поясок определяет величину потерь на трение при прохождении металла через матрицу.

Он принимается шириной от 4-5 мм при небольших сечениях прутка и до 10-15 мм - при крупных профилях. Для облегчения выхода изделия размеры отверстия в матрице за рабочим пояском, т. е. со стороны выхода металла из матрицы, несколько увеличивают (распушка).

Рис. 8. Внешний вид матриц для прессования.

При прессовании тонких профилей, а также профилей переменного сечения по длине прутка матрицы делают разъемными. Рабочий поясок играет и другую важную роль. Дело в том, что при прессовании профилей, которые имеют части с сильно различающимися по размерам зонами, скорости истечения по сечению профиля также различаются. Это приводит к появлению серповидного дефекта (загиба профиля). Чтобы избежать этого, в тех частях профиля, где скорость истечения выше, толщину пояска делают больше, тем самым уменьшая скорость истечения за счет торможения (от трения). Таким образом, можно за счет подбора толщины поясков выровнять скорость истечения при прессовании.

Полые профили (трубы) получают при прессовании различными способами. Одним из них является предварительная прошивка заготовки и затем прессование по схеме, пре-дставленной на рис. 9.

Рис. 9.Схема получения труб прессованием с предварительной прошивкой заготовки.

Другой способ представлен на рис. 10 и 11. Полые профили из легко свариваемых материалов (например, из алюминия и его сплавов) с небольшим отверстием (5-10 мм диаметром) или отверстием сложной формы производят в комбинированной матрице, совмещающей в себе одновременно и иглу. Такие матрицы получили название язычковых.

В передней части такой матрицы имеется рассекатель (нож), переходящий в язычок, форма поперечного сечения которого определяет форму отверстия полого изделия. Ме-талл при прессовании обтекает рассекатель, попадает в зазор между язычком и отверстием матрицы, где благодаря высокому давлению и наличию чистых поверхностей происходит сваривание. При этом образуется цельный прессуемый полый профиль.

Рис. 10. Прессование в язычковую матрицу.

Успешное выполнение прессования - получение необходимого профиля и разме-ров изделий во многом зависит от качества и стойкости инструмента. Прессовый инстру-мент (контейнер, матрицы, иглы, пресс-шайба, иглодержатель, матрицедержатель) работа-ет в очень тяжелых условиях, так как температурный интервал прессования цветных металлов достигает 500-900 ⁰С, а стали, никелевых и титановых сплавов - 1000-1250 ⁰С, причем отдельные элементы инструмента нагреваются до температур, близких к темпе-ратуре прессуемого металла. Следует также иметь в виду, что в процессе прессования напряжения на отдельных участках инструмента достигают значительных величин. Нап-ример, в пресс-шайбе и контейнере они могут превышать 1500 МПа. По окончании опера-ции прессования инструмент во многих случаях подвергается быстрому охлаждению в воздушной или водяной струе или масле. Для изготовления прессового инструмента применяют высококачественную легированную сталь (например, 5ХНВ, ЗХ2В8, 4ХС, ЭИ617 и др.). Отдельные виды инструмента или их элементы изготовляют из материалов, обладающих высокой жаростойкостью, например, победита (ВК8), микролита (ЦМ332), термокорунда (ТВН). При изготовлении инструмента необходимы высокое качество выполнения доводочных механических работ, применение термической обработки и др. Все это увеличивает стоимость инструмента, а, следовательно, и стоимость изделия. По данным П.С. Истомина, стоимость прессового инструмента составляет около 15 % стои-мости всего передела прессового цеха (!).