3. Штамповка

Штамповка — это один из видов обработки металлов давлением производимой штампами. Благодаря технологической прогрессивности и экономической целесообразности штамповка находит все более широкое применение в различных отраслях промышленности.

В обработке цветных металлов и их сплавов процессам штамповки отводится значительное место. Этим методом изготовляют посуду из латуни, алюминия и его сплавов, различные детали для самолетостроения, точного машиностроения и приборостроения, а также для других отраслей промышленности, применяющих цветные металлы и их сплавы.

Детали штампуют в горячем и в холодном состояниях при помощи штампов на винтовых, фрикционных и кривошипных прессах простого и двойного действия, а также на гидравлических прессах простого и двойного действия.

Горячая штамповка при обработке цветных металлов и сплавов меньше распространена, чем холодная, поэтому ниже освещены главным образом процессы холодной штамповки, а вопросы горячей штамповки рассмотрены лишь попутно.

Для холодной штамповки можно применять как листовой материал (листовую затотовку) — листовая штамповка, так и катаный, тянутый или прессованный пруток (объемная за готовка) — объемная штамповка.

В зависимости от способа действия внешних сил на металл и характера производимой ими деформации операции холодной штамповки разделяют на разъединительные, формоизменяющие, прессующие, комбинированные и штамповочные.

К разъединительным операциям, связанным с отделением (местным разрушением) одной части материала от другой по замкнутому или незамкнутому контуру, относятся следующие:

отрезка, вырубка, пробивка, надрезка, разрезка, обрезка, зачистка и просечка.

К формоизменяющим операциям при штамповке из листов заготовки, заключающимся в превращении плоской или полой заготовки в пространственную деталь требуемой формы (без изменения толщины материала), относятся следующие: гибка и закатка края, вытяжка и протяжка (с утонением боковых стенок), рельефная штамповка, формовка, обжим и отбортовка.

К прессовочным операциям, связанным с изменением толщины листовой заготовки или с процессом штамповки из объемной заготовки, относятся чеканка, клеймение — маркировка, разметка-кернение, осадка и высадка, объемная формовка (объемная калибровка) и холодное выдавливание.

Комбинированная штамповка представляет собой совмещение в одной объединенной операции двух или нескольких технологических различных операций штамповки, например: отрезки и гибки, вырубки и вытяжки, вытяжки и рельефной штамповки и т. д.

Штамповочно-сборочные операции, предназначаемые для соединения нескольких деталей в одно изделие (узел), основаны на применении процессов гибки, запрессовки, клепки, закатки, фальцовки, холодной пластической сварки и др.

4. Прокатка

Прокатка — процесс пластического деформирования тел, между вращающимися приводными валками. Слова "приводными валками" означают, что энергия необходимая для осуществления деформации передается через валки, соединенные с двигателем прокатного стана. Деформируемое тело можно протягивать и через неприводные (холостые) валки, но это будет не процесс прокатки, а процесс волочения.

Проката относится к числу основных способов обработки металлов давлением. Прокаткой получают изделия (прокат) разнообразной формы и размеров. Как и любой другой способ обработки металлов давлением прокатка служит не только для получения нужной формы изделия, но и для формирования у него определенной структуры и свойств.

Продольная прокатка. Способ продольной прокатки является наиболее распространенным. При продольной прокатке полоса подводится к валкам, вращающимся в разные стороны, и втягивается в зазор между ними за счет сил трения на контактной поверхности. Полоса обжимается по высоте и принимает форму зазора (калибра) калибра между валками. При этом способе прокатки полоса перемещается только вперед, то есть совершает только поступательное движение.

Поперечная прокатка. При поперечной прокатке обрабатываемое тело (цилиндрической формы) помещается в зазор между двумя валками вращающимися в одну сторону и получает вращательное движение за счет сил трения на контактной поверхности. Деформация тела происходит при встречном сближении валков. В продольном направлении обрабатываемое тело не перемещается (если нет специальных тянущих устройств). Поперечная прокатка используется для изготовления валов, осей, втулок и других тел вращения.

Поперечно-винтовая прокатка. Поперечно-винтовая прокатка занимает промежуточное положение между продольной и поперечной. Этот способ широко используется для получения получения полых трубных заготовок (гильз). Обрабатываемое тело (цилиндрической формы) проходя между валками, вращается и одновременно совершает поступательное движение, то есть каждая точка тела (за исключением расположенных на его оси) движется по винтовой траектории.

5. Ковка.

Ковка — это высокотемпературная обработка различных металлов (железо, медь и её сплавы, титан, алюминий и его сплавы), нагретых до ковочной температуры. Для каждого металла существует своя ковочная температура, зависящая от физических (температура плавления, кристаллизация) и химических (наличия легирующих элементов) свойств. Для железа температурный интервал 1250–800 °С, для меди 1000–650 °С, для титана 1600—900 °С, для алюминиевых сплавов 480–400 °С.

Изделия и полуфабрикаты получаемые ковкой называют - поковка.

При ковке в штампах металл ограничен со всех сторон стенками штампа. При деформации он приобретает форму этой полости (см. Штампование, Ротационная ковка).

При свободной ковке (ручной и машинной) металл не ограничен совсем или же ограничен с одной стороны. При ручной ковке непосредственно на металл или на инструмент воздействуют кувалдой или молотом.

Свободную ковку применяют также для улучшения качества и структуры металла. При проковке металл упрочняется, завариваются так называемые несплошности и размельчаются крупные кристаллы, в результате чего структура становится мелкозернистой, приобретает волокнистое строение.

Машинную ковку выполняют на специальном оборудовании — молотах с массой падающих частей от 40 до 5000 кг или гидравлических прессах, развивающих усилия 2–200 МН (200–20000 тс), а также на ковочных машинах. Изготовляют поковки массой 100 т и более. Для манипулирования тяжёлыми заготовками при ковке используют подъёмные краны грузоподъёмностью до 350 т, кантователи и специальные манипуляторы.

Литературный список

Лекции 2-4 курса Каменск-Уральского политехнического колледжа.