книги из ГПНТБ / Технология металлов и конструкционные материалы учебное пособие

дела текучести данного металла. Это условие наступает при соответствующих температурах нагрева металла, скорости и степени деформации. Следует иметь в виду, что при .больших величинах сдвигающих напряжений в изделиях образуются трещины.

Закон подобия. Количества энергии, необходимые для

ориентировочно подсчитать'усилия, .необходимые для де­ формации (подобных им крупных заготовок.

Это значит, что удельные давления деформирования малых образцов и подобных им поковок одинаковы.

Законы пластической деформации используют для разработки технологии изготовления поковок и выбора ковочного оборудования. .

Г л а в а XVI

ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ ДАВЛЕНИЕМ

§ 67. Прокатка

Прокаткой называется процесс обжатия металла между

между поверхностями валков и металла. Скорость про­ катки может достигать '50 м/с.

■После каждого пропуска заготовки толщина ее пос­ тепенно уменьшается, а длина и ширина увеличиваются.

171

Прокатные станы. Прокатка металла осуществляется на 'прокатном стане (рис. 60). Электродвигатель 9 через систему передаточных механизмов (муфт 6 и 8, редукто­ ра 7, шестеренной клети 5 и шпинделя 4) приводит во вращение прокатные валки 2, расположенные в рабочей

3

Рнс. 61. Валки для прокатки

клети 10. Рабочая клеть является главным .узлом прокат­ ного стана и состоит из двух станин 1, соединенных меж­ ду собой,поперечиной 3, и рабочих валков 2.

Рабочий валок является инструментом для прокатки металлов и представляет собой цилиндр,.изготовленный из легированной стали или из чугуна с отбеленной по­ верхностью.

Для прокатки листов, полос и пластин валок имеет цилиндрическую поверхность (рис. 61,а), для получения фасонного и сортового проката применяются калибро­ ванные валки (рис. 61,6), на которых по окружности

172

Рис. 62. Варианты расположения валков

а

7г*

6

'^ZZZZZZZZ?'.

173

выточены канавки тон или иной формы,' называемые ручьями. Площадь поперечного сечения последующего ручья меньше предыдущего «а величину коэффи­ циента вытяжки. Последний калибр валков имеет форму, соответствующую окончательному профилю прокатывае­ мого металла.

Классификация прокатных станов. В зависимости от числа и расположения валков в рабочей клети различа­ ют следующие группы станов: дуо-станы ■— с двумя вал­ ками в клети (рис. 62,а), трио-станы — стремя валками в клети (рис. 62,6), двойные дуо-станы (рис. 62,в) — с двумя парами валков в клети, многовалковые станы — с четырьмя, шестью и более валками (рис. 62,г), универ­

ные, трубопрокатные и станы специального назначения.

Обжимные станы предназначены для обжатия сталь­ ных слитков массой до 28 т и более в крупные заготовки ('блюмы и слябы). К обжимным станам относятся блю­ минги, производящие заготовки квадратного профиля — блюмы (далее блюм используется для получения сорто­ вого проката) и слябинги, производящие прямоугольный прокат — слябы (заготовки для листа).

швеллеров и других профилей.

Сортовые станы применяются для изготовления сор­ тового проката простого и фасонного профиля: круг, квадрат, шестигранник, уголок и т. д.

Проволочные станы предназначены для прокатки проволоки диаметром 5—10 мм.

Листопрокатные станы делятся на толстолистовые и тонколистовые. Толстолистовые станы предназначены для прокатки листов толщиной от 4 мм и более.

Трубопрокатные станы применяются для производст­ ва бесшовных труб.

На специальных станах получают заготовки специ­

174

пускают разнообразный сортамент прокатываемого ме­

талла.

Прокатные профили можно разделить на следующие основные группы: 1) сортовая сталь; 2) листовая сталь;

прогрессивный высокопроизводительный метод обработ­ ки металлов, позволяющий получать фасонные заготовки сложной конфигурации. На рис. 63 приведены различные профили сортамента проката.

давлением, состоящий в протягивании металла через от­ верстие, размер которого меньше сечения исходной за­ готовки (рис. 64).

Волочение применяется для получения прутков, труб различного профиля, проволоки и профилей точной гео­

пластичной и прочной структуры; 2) декапирования — подготовки поверхности путем травления; 3) волочения;

1)стделки поверхности.

Скорость волочения небольших профилей достигает

20—26 м/мин, большого сечения 2—6 м/мин. Инструментом для волочения служат волочильные

доски (волоки), изготовляемые из углеродистой, хроми­

17F

стой, хромовольфрамовой стали. В волочильной доске сделаны отверстия, называемые глазками, через кото­ рые протягивается заготовка.

Широкое распространение получили волочильные доски со вставными глазками, называемыми фильерами. Они изготовляются из твердых сплавов, алмаза.

кратного волочения. Конец исходной заготовки 1 заост­ ряется, продевается через отверстие волочильной доски

Рнс. 65. Схема волочильного стана

2 и закрепляется на вращающемся тянущем барабане

3. Барабан,' наматывая проволоку, протягивает ее через волочильную доску. Для уменьшения трения заготовка смазывается минеральным маслом.

§ 69. Прессование

Прессованием называется процесс выдавливания нахо­ дящегося в полости цилиндра (контейнера) металла че­

176

выдавливается через отверстие матрицы в направлении движения пуансона. К концу операции в контейнере ос­ тается небольшая часть металла, называемая прессостатком (18—20% массы заготовки).

При обратном метод-е прессования (рис. 66,6) металл выдавливается навстречу движению пуансона. При этом

3

зонтальным или вертикальным расположением плунжера.

§ 70. Свободная ковка

Процесс деформации металла под ударами молота, ку­ валды, молотка или воздействия пресса называется сво­ бодной ковкой.

Свободной ковкой можно изготовлять поковки раз­ личной массы — от нескольких граммов до сотен тонн.

ковка широко применяется в мастерских колхозов, сов­ хозов при ремонтных работах..

Свободная ковка на молотах и прессах. В настоящее время при .свободной ковке пользуются приводными мо­ лотами и прессами. Это позволяет увеличить производи­

.177

меняемый при ковке на молотах и прессах, несколько от­ личается от инструмента для ручной ковки. Например, при рубке применяют кузнечные топоры, для прошивки и пробивки отверстий используют прошивки, кроме то­ го, при свободной ковке применяют различные обжимки и раскатки. При работе с тяжелыми заготовками широ­ ко используются приспособления для их кантовки и пе­ ремещения: кантователи и манипуляторы.

Ковочные молоты подразделяются на приводные и паро-воздушные. Приводные молоты в свою очередь бы­ вают рычажно-пружинные, пневматические и фрикцион­ ные. Паро-воздушные молоты бывают одинарного и двойного действия. Часть молота, которая служит опо­ рой стальной подушки и нижнего бойка,называется ша­ ботом. Падающая часть молота называется бабой. Ниж­ няя часть бабы, которая соприкасается при ударе с за­ готовкой, называется бойком. Чем тяжелее падающая часть молота и чем больше высота и скорость падения, тем больше сила удара молота.

Основной характеристикой молота является масса его падающих частей. Имеются молоты с весом падаю­ щих частей от 150 кг до 16 т.

Пневматический молот (рис. 67) имеет два .парал­ лельных цилиндра — рабочий 4 и компрессионный 5. В

а

Рис. 67. Пневматический молот: а — общий вид; б — схема

178

рабочем цилиндре движется поршень 3, связанный с бабой-бойком 2. Поршень 8 приводится в движение кри­ вошипно-шатунным механизмом 9. Он сжимает пооче­ редно воздух в нижней и верхней полостях компрессор­ ного цилиндра и нагнетает его в полость рабочего ци­ линдра по каналам 6, в результате чего происходит опус­ кание (удар) и подъем бабы. Длявыпуска воздуха из цилиндра-и его впуска используются краны 7, управляе­ мые педалью 1. Пневматические молоты дают возмож­ ность делать отдельные удары автоматически и поддер­ живать бабу в поднятом состоянии или прижимать ее к заготовке. Вес падающей части пневматических молотов колеблется от 50 до 1000 кос.

Паро-воздушные молоты бывают простого и двойного

МН/м2 (4—8 кпс/см2). В молотах простого действия пар ■используется для подъема бабы. Удар бабы по заготов­ ке происходит под действием силы тяжести. В молотах двойного действия пар служит не только для подъема бабы, но и для увеличения силы удара. Паро-воздушные

получения тяжелых поковок из слитков, масса которых достигает 250 т, а также в штамповочном производстве. Прессы обеспечивают равномерную деформацию метал­ ла, не требуют сооружения дорогостоящих фундаментов, работают бесшумно и просто управляются. Гидравличе­

с помощью специальных инструментов — штампов, рабо­ чая полость которых определяет конфигурацию обраба­ тываемой заготовки.

Поковки, полученные методом штамповки, по своим размерам и форме приближаются к готовым деталям, что снижает в дальнейшем объем механической обработ­ ки на металлорежущих станках.

Механические свойства штампованных изделий обыч­ но выше, чем изделий, изготовленных свободной ковкой, так как в штампе легче создать такие условия .распреде-

179

Ленин волокон в металле, которы е ул учш а л и бы М ехани­ ческие свойства деталей при работе в м аш инах под на ­ гр у зко й .

Штамповка бывает объемная и листовая.

Горячая объемная штамповка. Для повышения плас­ тичности металла при штамповке ©го напревают до ко­ вочной температуры (рис. 58). Штамповку выполняют в открытых или закрытых штампах.

Штампы представляют собой стальные бойки с ручь­

•пресса, и нижней 2, установленной в штамподержателе. В полость нижнего штампа кладут нагретую заготовку, затем верхним штампом наносят удары, в результате ко­ торых металл заполняет всю полость 3 штампа, а изли­ шек его вытекает в специальную канавку 4.

Шта!мпы бывают одноручьевыми и многоручьевыми. В многоручьевом штампе обрабатываются изделия сложной конфигурации, которые невозможно получить сразу в од­ ном ручье. Применяемые при этом ручьи по назначению делятся на заготовительные, штамповочные и обрубные. В заготовительных ручьях исходной заготовке придается такая форма, которая обеспечивает получение готовой поковки в штамповочном ручье. Полость штампа делает­

пах уклоны. Штамповка в открытых штампах связана с образованием облоя (заусенца) 4 (рис. 68). Выбирая заготовку, необходимо предусматривать некоторый до­ бавочный объем металла, идущего на образование об-- лоя. Облой удаляют (обрезают) в обрезных штампах. Основное назначение облоя состоит в том, чтобы обес­ печить заполнение штампа металлом и получение одина­ ковых по объему поковок из различных по объему за­ готовок.

Штамповку в закрытых штампах (безоблойную) вы­ полняют на горизонтально-ковочных машинах, прессах, молотах. Сущность процесса заключается в том, что за­ готовка деформируется, находясь в полости одной части штампа 1 (рис. 69), куда входит, как в направляющую, другая его часть 2. В этом случае штамп не обеспечивает

180