5. Производство бесшовных труб поперечно-винтовой прокаткой (схемы процесса, область применения).

При прокатке бесшовных труб первой операцией является прошивка – образование отверстия в слитке или круглой заготовке. Эту операцию выполняют в горячем состоянии на прошивных станах. Наибольшее применение получили прошивные станы с двумя бочкообразными валками, оси которых расположены под небольшим углом (5..15 градусов) друг к другу. Оба валка 1 и 2 вращаются в одном направлении, т.е. в данном случае используется принцип поперечно-винтового проката. Благодаря такому расположению валков заготовка 3 получает одновременно и вращательное и поступательное движение. При этом в металле возникают радиальные растягивающие напряжения, которые вызывают течение металла от центра в радиальном направлении, образуя полость и облегчают прошивку отверстия оправой 5, устанавливаемой на пути движения заготовки.

Последующую прокатку прошитой заготовки в трубу требуемых диаметра и толщины стенки производят на раскатных станках. Например, при наиболее распространенном методе трубу прокатывают на короткой оправке 2 в так называемом автоматическом двухвалковом стане. Валки 1 обр-ют последовательно расположенные круглые калибры, зазор между закрепленной на длинном стержне оправкой 2 и ручьями валков определяет толщину стенки трубы. Для устранения неравномерности толщины стенки по сечению и рисок после раскатки производят обкатку труб в обкатных станках, рабочая клеть которых по конструкции аналогична клети прошивного стана. Затем для получения заданного диаметра трубы прокатывают в калибровочном многоклетьевом стане продольной прокатки без оправки.Бесшовные трубы, полученные после раскатки гильз, имеют чрезвычайно широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. Трубы идут на строительство трубопроводов, используются как водогазопроводные, нефтяные трубы применяются в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Огромное количество труб идет для создания теплоэнергетических установок/в химическую промышленность, для гражданского и промышленного строительства и, конечно, в pas-личные отрасли машиностроения. 30

6. Изготовление машиностроительных профилей продольной прокаткой. Условие, необходимое для проведения прокатки.

Прокатке подвергают до 90% всей выплавляемой стали и большую часть цветных металлов. При прокатке металл пластически деформируется вращающимися валками. Взаимное расположение валков и детали, форма и число валков м.б. различными.

Инструментом для прокатки являются валки, которые в зависимости от прокатываемого профиля м.б. гладкими, ступенчатыми и пр.

Исходной заготовкой при прокате служат слитки: стальные массой до 60 тонн, из цветных металлов и их сплавов обычно массой до 10 тонн.

В зависимости от вида прокат делят на сортовой, листовой, трубный, периодический и специальный. На рис. 133 приведены виды сортового проката общего назначения: 1 — квадратный; 2 — круг­лый; 3 — полосовой; 4 — угловой; 5 — двутавровый; 6 — швел­лерный; 9 — тавровый и некоторые виды сортового проката спе­циального назначения — 7 и 8 — рельсовый; 10 — шпунтовый; 11 — полоса для башмаков гусениц тракторов; 12 — полоса для ободьев колес автомобилей

При продольной прокатке валки вращаются в разные стороны, деформируя заготовку, толщина (высота) h₀ которой умень­шается, а длина и ширина увеличиваются. Важнейшей характеристикой при прокатке является обжатие. Абсолютное обжатие ∆h=h₀-h₁; относительное обжатие ε (%) вычисляют по формуле E = (h₀-h₁) / h₀ = h/h₀. Относительное обжатие за один проход зависит от угла захвата а и составляет 10 — 60 %.

Путем простейших вычислений можно найти, что ∆h = D(1-cosα), т. е. абсолютное обжатие увеличивается с увеличением диаметра валка D и угла α. Угол захвата α при прокатке в насечен­ных валках составляет 27 — 34°, при прокатке сортового материала 22 — 24°, при горячей прокатке листов 15 — 22°, при холодной про­катке 3—8°.

Валки для прокатки отливают из отбеленного чугуна или вы­ковывают из углеродистой или легированной стали. Их делают гладкими(применяют при прокатке листов), или калиброванными с ручьями (канавками) по окружности (для сортового и фасонного проката). Профиль, составленный смежными ручьями двух валков, называют калибром. 31

7. Изготовление машиностроительных профилей прессованием. Прямое и обратное прессование. Технологические возможности.

При прессовании металл выдавливается из замкнутой полости через отверстие, соответствующее сечению прессуемого профиля. Этим процессом изготовляют не только сплошные профили, но и полые. В этом случае в заготовке необходимо предварительно получить сквозное отверстие. Часто отверстие прошивают на том же прессе. В процессе прессования при движении пуансона 1 с пресс-шайбой 5 металл заготовки 2 выдавливается в зазор между матрицей 3 и иглой 4. Прессование по рассмотренным схемам называется прямым. Значительно реже применяют обратное прессование, схема деформирования которого аналогична схеме обратного выдавливания.

Исходной заготовкой при прессовании служит слиток или прокат. Состояние поверхности заготовки оказывает значительное влияние на качество поверхности и точность прессованных профилей. Поэтому часто предварительно заготовку обтачивают на станке; после нагрева поверхность заготовки тщательно очищают от окалины.

Прессованием изготовляют изделия разнообразного сортамента из цветных металлов и сплавов, в том числе прутки диаметром 3..250 мм, трубы диаметром 20..400 мм со стенкой толщиной 1.5…12 мм и пр.

Прессованием можно получать профили сложных форм, которые не могут быть получены другими видами ОД. Точность прессованных профилей выше, чем прокатных. Недостатки: большие отходы металла (масса пресс-остатка может достигать 40% от массы заготовки).

Основным оборудованием для прессования являются вертикальные или горизонтальные гидравлические прессы.

32

8. Изготовление машиностроительных профилей волочением. Технологические возможности.

Исходными заготовками для волочения служат прокатные или прессованные прутки и трубы из стали, цвет.мет. и их сплавов.

Волочение труб можно выполнять без оправки (для уменьшения внешнего диаметра) и с оправкой (для уменьшения внешнего диаметра и толщины стенки). На рис 3.16а показана схема волочения трубы 1 на короткой удерживаемой оправке 3. В этом случае профиль полученной трубы определяется зазором между волоокой 2 и оправкой 3.

Обычно для получения необходимых профилей требуется деформация, превышающая допустимую за один проход, поэтому применяют волочение через ряд постепенно уменьшающихся по диаметру отверстий. Но, поскольку волочение осуществляется в условиях ХД, металл упрочняется. Для восстановления пластичности упрочненный волочением металл подвергают промежуточному отжигу.

Волочением обрабатывают различные марки стали, цвет.мет. и их сплавы. Сортамен изделий, изготавливаемых волочением, очень разнообразен: проволока диаметром 0.002..5 мм и фасонные профили.

Поскольку волочение произодят в условиях ХД, оно обеспечивает точность размеров (стальная проволока диаметром 1..1.6 мм имеет допуск 0.02 мм), низкую шероховатость поверхности, получение очень тонкостенных профилей.

33