Тема 11. Обробка металів тиском

План

1. Суть обробки металів тиском та основні методи обробки.

2. Технологічний процес виготовлення заготовок прокаткою.

3. Технологічний процес виготовлення заготовок пресуванням.

4. Волочіння як технологічний спосіб отримання дроту, прутків та труб.

5. Технологічний процес кування.

6. Технологічний процес штампування. Види штампування.

1. Суть обробки металів тиском та основні метоли обробки

Обробкою тиском називають технологічний процес зміни форми та розмірів заготовок внаслідок пластичного деформування металів в гарячому чи холодному стані під дією зовнішніх сил Обробка тиском грунтується на використанні однієї з основних механічних властивостей металів — пластичності, яка проявляється в незворотній зміні форми та розмірів тіла під дією зовнішніх сил без порушення його цілісності. Пластична деформація супроводжується зміною структури та механічних властивостей металу. Так, механічні властивості литого металу після обробки його тиском підвищуються в один-два рази і більше.

Підвищення механічних властивостей металу при обробці тиском дозволяє збільшувати навантаження на конструкції, виготовлені з нього, що сприяє зменшенню витрат металу.

Крім того, виготовлення виробів досягається пластичним переміщенням частинок металу, завдяки чому обробка тиском відзначається раціональним використанням матеріалу і незначними відходами.

Обробка тиском є високопродуктивним способом виготовлення виробів. І це зумовлює зростання ролі цього виду обробки в машинобудуванні.

Основними видами обробки металів тиском є: прокатка, пресування, волочіння, кування і об'ємне та листове штампування. Питома вага кованих і штампованих деталей і заготовок у машинобудуванні становить приблизно 50—60 %, а іноді і вище. Наприклад, використані в тракторах штамповані деталі складають ≈ 70 %, а в автомобілях — 80 % від загальної ваги всіх деталей.

Підлягають обробці металів тиском 90 % усієї сталі, що виплавляється, 55 % кольорових металів і сплавів.

У даний час обробка металів тиском є одним із найважливіших і найбільш прогресивних методів обробки металів. Одержання деталей куванням або об'ємним штампуванням наближає заготовку до розмірів креслення, при цьому залишають мінімальні припуски на наступну механічну обробку.

Широке використання технологічних процесів обробки металів тиском пояснюється простотою, високою економічністю та продуктивністю технологічного процесу.

Ефективність обробки металів тиском визначається обсягом продукції з 1 м² виробничої площі за календарний рік, виходом придатного обсягу продукції, витратами енергії, собівартістю.

Пластичність металу визначається його складом. Чисті метали мають більшу пластичність, ніж сплави цих металів. Так, з підвищенням кількості вуглецю пластичність сталі зменшується. Сталі з вмістом вуглецю більше 1,5 % майже не піддаються куванню. Хром і вольфрам у легованих сталях зменшують пластичність, а нікель та ванадій її підвищують.

Найпластичнішим з металів є свинець. Він легко деформується під тиском при кімнатній температурі. Олово, алюміній, цинк, залізо, низьковуглецеву сталь також можна обробляти тиском без нагрівання. Пластичність середньо-, високовуглецевої сталі та інших металів і сплавів у холодному стані недостатня. При нагріванні до певних температур пластичність їх підвищується і здатність до пластичних деформацій зростає. Деякі метали і сплави (марганець, чавун) непластичні навіть при нагріванні. Вони залишаються крихкими аж до розплавлення. Такі метали тиском обробляти неможливо.