Введение

Металлургическое производство подразделяется на две основные стадии. В первой получают металл заданного химического состава из исходных материалов. Во второй стадии металлу в пластическом состоянии придают ту или иную необходимую форму при практически неизменном химическом составе обрабатываемого материала. При этом изменение формы тела осуществляется преимущественно с помощью давящего на металл инструмента. Поэтому получение изделия таким способом называют обработкой металлов давлением или пластической обработкой.

Пластическое деформирование при обработке давлением, состоящее в преобразовании заготовки простой формы в деталь более сложной формы того же объема, относится к малоотходной технологии.

Обработкой давлением получают не только заданную форму и размеры, но и обеспечивают требуемое качество металла, надежность работы изделия.

Высокая производительность обработки давлением, низкая себестоимость и высокое качество продукции привели к широкому применению этих процессов.

Динамичный и пропорциональный рост черной и цветной металлургии, производство изделий из металлов и сплавов пластической обработкой основываются на дальнейшем развитии теории обработки металлов давлением, являющейся научной базой разработки технологических операций получения изделий из металлов и сплавов. Теория пластической обработки металлов позволяет оценить экономическую целесообразность принятого способа деформации, выявить влияние условий обработки на свойства получаемых изделий, определить силовые и энергетические параметры процесса и указать пути их рационального изменения, дает возможность управлять процессом обработки с точки зрения улучшения способности металлов пластически деформироваться. Знание закономерностей обработки металлов давлением помогает выбирать наиболее оптимальные режимы технологических процессов, требуемое основное и вспомогательное оборудование и технически грамотно его эксплуатировать.

1 Основы теории процессов обработки металлов давлением

1.1 Основные процессы обработки металлов давлением

К основным процессам обработки металлов давлением относятся прокатка, волочение, прессование, ковка и штамповка.

Прокатка – один из важнейших способов обработки давлением, которым обрабатывают 75–80% всей выплавляемой стали. Прокатка осуществляется путем захвата заготовки и деформирования ее между вращающимися в разные стороны валками. При этом толщина полосы уменьшается, а длина и ширина увеличиваются. Наиболее простая схема прокатки представлена на рисунке 1.

Волочение – процесс, при котором исходная заготовка протягивается через отверстие инструмента, называемого волокой (рисунок 2). При этом поперечное сечение заготовки уменьшается, а длина увеличивается.

Рисунок 1 – Схема прокатки	Рисунок 2 – Схема волочения

Прессование – выдавливание заготовки, помещенной в специальный цилиндр–контейнер, через отверстие матрицы, удерживаемой матрицедержателем. Выдавливание происходит с помощью пресс-шайбы и пуансона (рисунок 3).

Ковка заключается в обжатии заготовки между верхним и нижним бойками с применением различного кузнечного инструмента (рисунок 4). Окончательно заданную форму достигают путем нанесения последовательных ударов на молоте или нажатии на прессе с последовательным перемещением заготовки относительно бойков.

Рисунок 3 – Схема прессования	Рисунок 4 – Схема ковки

Штамповка – процесс деформации металла в штампах, форма и размеры внутренней полости которых определяют форму и размеры получаемой поковки.

Различают объемную и листовую штамповку. Если исходным материалом для штамповки служит лист, то это листовая штамповка (рисунок 5, б), в остальных случаях – объемная (рисунок 5,а).

а б

Рисунок 5 – Схемы объемной (а) и листовой (б) штамповки