4

М ІнІстерство освіти і науки УкраЇнИ дніпродзержинський державний технічний університет

Методичні вказівки

До виконання лабораторних робіт з дисципліни «Технологія процесів омт: технологія метизного виробництва»

для студентів напряму 6.050401 — Металургія

спеціальності — Обробка металів тиском

для всіх форм навчання

Затверджено редакційно-видавничою секцією науково-методичної ради ДДТУ ___________2015 р., протокол №______

Дніпродзержинськ,

2015

Розповсюдження і тиражування без офіційного дозволу Дніпродзержинського державного технічного університету заборонено.

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Технологія процесів ОМТ: технологія метизного виробництва» для студентів напряму 6.050401 — «Металургія», спеціальності «Обробка металів тиском» всіх форм навчання / Укл.: М.М. Штода, С.Ю. Гаврилін, І.І. Штода — Дніпродзержинськ: ДДТУ, 2015. — 21 с.

Укладачі: канд. техн. наук, доцент Штода М.М.

асистент Гаврилін С.Ю.

зав. лабораторії Штода І.І.

Відповідальний за випуск: завідувач кафедри ОМТ, проф. Єршов С.В.

Рецензент: канд. техн. наук, доцент Самохвал В.М.

Розглянуто і затверджено на засіданні

кафедри ОМТ 09.06. 2015 р., протокол № 15.

Коротка анотація видання. Методичні вказівки містять інструкції до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Технологія процесів ОМТ: технологія метизного виробництва». Вказівки до кожної роботи складаються з мети роботи, стислих теоретичних відомостей до процесу, який досліджується, опис методики проведення дослідів та необхідного для цього обладнання.

Зміст

Лабораторна робота № 1

Гостріння заготовки перед волочінням 4

Лабораторна робота № 2

Волочіння проволоки круглого перерізу 7

Лабораторна робота № 3

Моделювання процесу калібрування у чотирьохвалковому калібрі 12

Лабораторна робота № 4

Моделювання процесу виробництва плющеної стрічки 16

Перелік посилань 21

Лабораторна робота № 1

Гостріння заготовки перед волочінням

Мета роботи: — вивчити конструкцію гострильного інструменту та придбати навички визначення профілю робочої поверхні гострильних валків.

Лабораторне устаткування та інструмент: гострильна машина, мікрометр або штангельциркуль.

1. Теоретичні відомості

Заправка волочильних машин здійснюється:

• при заміні волок внаслідок їх поломки або фізичного зносу;

• при заміні всього переходу волочіння у зв'язку з переналагодженням волочильної машини на виробництво дроту іншого діаметру або іншої якості;

• при обривах дроту під час волочіння.

Заправка волочильної машини працемістка, для виконання якої застосовується спеціальне допоміжне обладнання та інструмент.

Гостріння дроту діаметром понад 0,8-1,0 мм для протягання його через волочильний інструмент при заправці волочильної машини (або ж для протягання через волоку з метою контролю її розмірів і геометрії) проводиться через вальцювання кінців дроту між валками гострильних верстатів, канавки яких мають змінний переріз по колу (рис. 1.1, рис. 1.2 і табл. 1.1).

Рисунок 1.1 — Загальний вигляд станку для гостріння дроту

Валки гострильних верстатів піддаються інтенсивному зносу. Виготовляються вони з інструментальної сталі марок У10 або У10А (ГОСТ 1435-74) і піддаються загартуванню до твердості 60-65 НRС.

Гостріння дроту діаметром <0,8 мм може бути виконано заточуванням кінця абразивним кругом, розтяжкою вручну нагрітого на зварювальному апараті дроту або електролітичним утоненням.

Для гостріння дроту діаметром 10,0 мм і більше застосовуються ротаційно-кувальні верстати.

Рисунок 1.2 — Профіль гострильних валків

Таблиця 1.1 — Дані для калібрування валків для гостріння дроту

Діаметр проволоки, мм		Розміри, мм							Бочка валка, мм
вхідний	вихідний		h	rк--rв.к	b	E	H	B		D	L
10	8,6		4,3	5,25	10,4	2,5	8,3	12,5		100	170
8,6	7,4		3,7	4,5	8,86		7,7	11,0
7,4	6,3		3,15	3,84	7,56		7,15	9,7
6,3	5,4		2,7	3,3	6,50		6,7	8,6
5,4	4,6		2,3	2,8	5,51		6,3	7,6
4,6	3,9		1,95	2,38	4,18		5,95	6,8
3,9	3,4		1,7	2,08	4,10		5,7	6,2
3,4	2,9		1,45	1,77	3,48		5,45	5,6
2,9	2,5		1,25	1,53	3,01		5,25	5,2
2,5	2,2		1,1	1,34	2,64		5,1	4,8
2,2	1,96		0,93	1,13	2,22	1,5	3,43	3,6		60	120
1,96	1,74		0,87	1,06	2,08		3,37	3,5
1,74	1,54		0,77	0,94	1,85		3,27	3,2
1,54	1,36		0,68	0,83	1,64		3,18	3,0
1,36	1,2		0,6	0,73	1,44		3,1	2,8
4,0	3,3		1,65	2,00	3,95	1,5	4,15	5,2		60	120
3,3	2,7		1,35	1,63	3,21		3,85	4,6
2,7	2,2		1,10	1,33	2,62		3,60	4,0
2,2	1,8		0,9	1,09	2,15		3,40	3,5
1,8	1,5		0,75	0,90	1,78		3,25	3,1
1,5	1,25		0,62	0,75	1,48		3,12	2,8
1,25	1,05		0,52	0,63	1,25		3,02	2,6
1,05	0,9		0,45	0,54	1,07		2,95	2,4
0,9	0,75		0,37	0,45	0,89		2,87	2,2
0,75	0,65		0,32	0,39	0,77		2,82	2,1

2. Методика виконання роботи

Процес гостріння здійснюється в такій послідовності: відбувається налагодження верстату і здійснюється дослідне гостріння зразків дроту, вимірюються розміри зразка до і після гостріння.

Кожен студент отримує зразок дроту індивідуального типорозміру та індивідуальне завдання розміру після гостріння.

3. Порядок оформлення звіту

1. Привести назву і мету роботи.

2. Виконати креслення калібрування валків для гостріння дроту.

3. Описати умови проведення дослідів.

4. У висновках по роботі вказати точність розмірів отриманого профілю, види і причини дефектів.

4. Завдання до самостійної роботи

1. У процесі підготовки до роботи необхідно вивчити засоби та методи гостріння дроту.

2. Вимоги стандартів дроту сталевого, його сортамент.

5. Контрольні питання

1. Перерахувати засоби гостріння дроту сталевого.

2. Особливості калібрування валків для гострильних верстатів.

3. Засоби заправки волочильних агрегатів.

Лабораторна робота № 2

Волочіння проволоки круглого перерізу

Мета роботи: — вивчити конструкцію волочильного інструменту та придбати навички дослідним шляхом визначати профіль робочої поверхні волоки

Лабораторне устаткування та інструмент: прес УПГ 20/2, мікрометр, лінійка, мікроскоп вимірювальний.

1. Теоретичні відомості

Процес волочіння металу застосовують для зменшення розмірів і одержання профілю необхідної форми з високою точністю (круглі, прямокутні, фасонні). Волочіння виконують на станах різної конструкції (стани однократного та багатократного волочіння) у холодному стані. У ряді випадків (при волочінні важкодеформованих малопластичних сталей) застосовують тепле волочіння при температурі 500—600°С. Перед волочінням гарячекатаний метал (наприклад, катанку з ) піддають операції видалення окалини шляхом травлення або механічного виламування окалини, очищення поверхні дроту від шламу (залишків окалини), нанесення підмастильного шару (міднення, борирування, вапнування) і гостріння переднього кінця заготовки для заправлення її у волоки.

Залежно від призначення металу, що протягується, застосовують величини коефіцієнтів витяжок у межах . Невеликі витяжки застосовують при калібруванні металу ( ). Волочіння завжди виконують при подачі у осередок деформації технологічного мастила (рідкого або сухого у вигляді порошку), наявність якого забезпечує припустимі величини напруг волочіння та зносостійкість волок.

Безпосередня пластична деформація металу здійснюється у волоках, які для волочіння невеликих діаметрів виготовлені зі сплавів типу ВК6, ВК8, штучних і природних алмазів. Волоки типу ВК6 і ВК8 виготовлені шляхом пресування суміші порошку карбіду вольфраму і кобальту (6 та 8% відповідно). Карбід вольфраму забезпечує твердість і зносостійкість інструменту, а кобальт — пластифікуюча (єднальна) добавка.

Геометричні параметри волоки залежать від розмірів дроту, який протягується, а форма її показана на рис. 2.1, а, б. Вхідний конус 1 необхідний для нагнітання мастила в робочий конус 2. Довжина вхідного (мастильного) конусу становить , а робочого . Зона, що калібрує , служить для додання заданих розмірів дроту і становить , шорсткість її поверхні дорівнює 0,04—0,08 Rа (Rа — середня шорсткість поверхні). Важливою характеристикою волоки є кут робочого конусу, оптимальна величина якого залежно від діаметру готового дроту дорівнює 2α = 8—16 град.

Відзначимо, що в практичних умовах робочий контур профілю волоки помітно відрізняється від теоретичного (рис. 2.1, б), має форму параболи при відсутності явного паска, що калібрує, з незмінним діаметром на довжині . Показник ступеня «n» параболи залежить від точності виготовлення волоки і ступеню зношування робочого конусу.

l_p

l_к

а — проектний профіль форми волоки: 1 — мастильний конус;2 — робочий конус; 3 — калібрований пасок;4 — вихідна розпушка; б — фактичний профіль волоки; в — збірна волока: 1 — кришка-гайка; 2 — обойма;3, 8 — шайби; 4 — напірна волока; 5, 6 — робочі волоки; 7 — корпус

Рисунок 2.1 — Форма волоки:

Для забезпечення міцності і цілісності самі твердосплавні або алмазні волоки встановлюють у сталеві спеціальні корпуси (рис. 2.1, в). При цьому волоки (4—6) запресовують у сталеві обойми 2 (на «гаряче»), що забезпечує створення в перерізі волоки стискаючих радіальних напружень. Збірний інструмент містить у своєму складі напірну волоку 4 і дві робочі волоки 5, 6, які поміщені в корпус 1, 7. Напірна волока має діаметр на 0,03—0,1 мм більше діаметру d₀ заготовки і забезпечує гідродинамічний напір технологічного мастила в осередку деформації. Представлена конструкція інструменту (рис. 2.1, в) має високу працездатність. Є й інші конструкції волочильного інструменту.

Кут волочіння ( ) впливає на величину напруження (силу) волочіння і точність його визначення має першорядне значення. За спрощеною методикою напівкут волоки можна визначити з вираження (для прямолінійного конусу):

(2.1)

де — діаметри відповідно заготовки і готового дроту;

— повне абсолютне обтиснення;

— повна довжина робочого каналу (рис. 2.1, а):

(2.2)

При наявності параболічного конусу, вираз (2.1) стає непридатним для чисельної оцінки величини напівкута α. На підставі аналізу великої кількості волок, які використовувались на практиці, установлена узагальнююча характеристика контуру робочого каналу волок.