Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Технология металлов

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
27.3 Mб
Скачать

ка внутренней и торцовой поверхностей обода производится валками 4 и 5. Валки 6 и 7 являются направляющими. После прокатки колеса поступают на парогидравлический пресс мощ­ ностью 2500 т, где производится выгибка диска колеса, калиб­ ровка обода и горячее клеймение всех знаков.

При производстве бандажей исходной заготовкой являются многогранные слитки из стали той же марки, из которой изго­ тавливаются железнодорожные колеса. Из одного слитка полу­ чают 5—6 бандажных заготовок. Процесс производства банда­ жей состоит из следующих последовательных операций: 1) резка слитков на бандажные заготовки на многорезцовых токарных

станках;

2)

нагрев

бан­

дажных заготовок; 3) осад­

ка

заготовок

 

на

прессах

с прошивкой

отверстия в

центре;

4)

разгонка

от­

верстия

 

и

калибровка

обода в черновой

-прокат­

ной клети; 5) прокатка в

чистовой клети для полу­

чения требуемого

профи­

ля

поверхности

катания

и

заданного

 

диаметра

бандажа;

6)

термическая

обработка

бандажей.

 

 

Станы

для

прокатки

бандажей

по

принципу

работы

аналогичны

ста­

нам,

применяемым для

Рис. 149. Схема прокатки колеса на стане:'

прокатки колес.

полож ение

валков

в конце

прокатки

б —

 

 

а — полож ение

валков

в начале

прокатки;

В

последние годы в

 

 

 

 

 

прокатном производстве все более широкое распространение по­ лучает периодический прокат. При периодическом прокате полу­ чают изделия, поперечное сечение которых изменяется. Это из­ менение обычно периодически повторяется по длине -прокатывае­ мой заготовки. Получение заготовок периодическим прокатом позволяет сокращать число операций при ковке и штамповке из­ делий. Кроме этого, достигается экономия металла на 20—30% и расхода энергии по сравнению с тем, когда ковка и штамповка деталей производится из обычного -проката.

Периодический прокат получают продольной и поперечной прокаткой. Продольной периодической прокаткой получают прокат с односторонним периодом, с двусторонним совпадаю­ щим периодом, с несовпадающими верхними и нижними перио­ дами и др. Обычно для этого вида проката используют квадрат­ ные и четырехугольные заготовки.

Поперечную прокатку периодических профилей,.в отличие от продольной, производят из заготовок, представляющих собой

Рис. 150. Схема прокатки шаров в винтовых калибрах

по профилю тело вращения. Поперечной периодической прокат­ кой изготовляют круглые периодические профили, являющиеся

а

в

г

Рис. 151. Виды профилей, получаемых поперечной прокаткой:

а — заготовка вторичного

вала

коробки

передач

авто­

м обиля «М осквич»; б — заготовка для

штамповки

ш а­

туна автомобиля «М осквич»;

в — полуось автомобиля

«М осквич»;

г — ось

вагонетки

 

заготовками для последующей штамповки или обработки реза­ нием, шары для шарикоподшипников и шаровых мельниц, шестерни и другие заготовки. Поперечная прокатка произво­ дится на двух- и трехвалковых станах. Схема прокатки шаров приведена на рис. 150. Виды профилей, получаемых поперечной прокаткой, приведены на рис. 151.

5. ВОЛОЧЕНИЕ

Процесс волочения состоит в протягивании прокатанной или прессованной заготовки через отверстия, размеры которых меньше сечения заготовки (рис. 153).

Волочению подвергают сталь, цветные металлы и их сплавы. При волочении так же, как и при прокатке площадь попереч­ ного сечения обрабатываемой заготовки уменьшается при неиз­ менном объеме, а длина заготовки увеличивается. Отношение полученной длины к первоначальной называется вытяжкой. Волочение металла произво­ дится в холодном состоянии, в результате происходит его физическое упрочнение, т. е.

появляется наклеп. После волочения повышается проч­ ность и твердость металла, а вязкость падает.

Рис. 154. Изменение предела проч­ ности и относительного удлинения медной проволоки при волочении

На рис. 154 приведено изменение предела прочности и отно­ сительного удлинения медной проволоки при волочении. Перво­ начальные свойства металла восстанавливаются в результате термической обработки — отжига. Для очистки стальной заго­ товки от окалины перед началом волочения и после отжига металл подвергают травлению. Волочение дает большую точ­ ность размеров, чистую поверхность и малое сечение (например, стальную проволоку диаметром до 0,65 мм и меньше).

Волочение применяют для изготовления тонкой проволоки, тонкостенных труб, фасонных профилей и различных деталей (шпонок, задвижек, ползунков, шлицевых валиков и т. п.), Изго­ товляемых также и обработкой резанием. Волочение применяют и для калибровки, т. е. для придания точных размеров и чистой поверхности горячекатаному металлу (сортовому и трубам).

Чтобы уменьшить износ матрицы при волочении и получить более гладкую поверхность металла, применяют смазку.

Волочильное оборудование и инструмент. Волочение произ­ водят на волочильных станах. Основным рабочим инструментом в волочильном стане является матрица (фильер) и тянущее устройство. Через фильер при помощи тянущего устройства про­ тягивается заготовка. Фильер изготовляют из инструментальной стали или из твердых сплавов (рис. 155), а для получения про­ волоки диаметром менее 0,25 мм — из алмаза.

Р и с. 155. Ф ильер т в ер ­ д о г о сп л ав а

Рис. 156. Волочильный трех­ прутковый стан

Волочильные станы подразделяются на станы с прямолиней­ ным движением (цепные, реечные и винтовые) и станы бара­ банные.

На станах с прямолинейным движением производится воло­ чение прутков и труб. Получаемая на них продукция не сматы­ вается в бунты. Эти станы бывают однопрутковые и многопругковые. На однопрутковых станах производится волочение одно­ го прутка, а на многопрутковых—нескольких прутков. На рис. 156 приведен волочильный трехпрутковый стан.

На станах барабанного типа производится волочение прово­

локи

или труб малого диаметра

и одновременно

наматывание

их в

бунты. Эти станы делятся

на однокатные,

где заготовка

проходит через один фильер и многокатные, где заготовка про­ ходит последовательно через несколько фильеров с уменьшаю­ щимся сечением отверстия. Волочильный стан барабанного типа для однокатного волочения приведен на рис. 157. Бунты метал­ ла надевают на катушку 5, конец закрепляют в барабане /, вращающемся при помощи конических шестерен 6, редуктора 5 и электродвигателя 4. Волочение ведут через фильер, установ­ ленный в матрице 2. На однокатных станах в основном произ­ водят волочение толстой проволоки диаметром 4—25 мм. Воло­

чение проволоки меньших диаметров производят на многокатных станах.

6. ПРЕССОВАНИЕ

Прессованием называется процесс выдавливания металла пуансоном через отверстие в матрице. Прессование бывает пря-

Рис. 158. Схема прессования по прямому методу:

1 плунж ер; 2 — пуансон; 3 — контейнер; 4 — матрица; 5 — заготовка

мое (рис. 158) и обратное (рис. 159). При прямом прессовании направление течения прессуемого металла совпадает с направ­ лением движения плунжера. При обратном прессовании металл течет навстречу движению плунжера. Профиль прессованного металла соответствует конфигурации отверстия в матрице, че­ рез которое происходит выдавливание. При движении пуансона с определенной скоростью, т. е. скорость прессования, металл будет выходить из матрицы со скоростью истечения, во столько раз большей, во сколько раз площадь поперечного сечения по­ лости формы будет больше площади сечения отверстия, через которое выдавливается металл.

Прессование производится на гидравлических прессах (рис. 160). Усилие прессования применяемых прессов достигает

600 ти более. Прессование да­

 

 

$

ет большую точность

изделий

 

]_

Направление

и высокую производительность.

 

 

ввижения пуансона

К недостаткам

этого процесса

 

 

 

относится большой износ инст­

 

 

 

румента и повышенный

отход

 

 

 

металла. Так,

при

получении

 

 

Направление

труб отход металла составляет i

 

 

ввижения металла

12—40%. Прессованием

полу­

Рис. 159. Схема прессования по

чают прутки

разнообразных

обратному

методу:

профилей и трубы

из

цветных

/ — пустотелый

пуансон: 2 — матрица

3 — конвейер;

4 — упорная шайба

металлов и их сплавов. Прутки могут быть диаметром от нескольких до 300—400 мм, внешний

диаметр труб до 400 мм при толщине стенок 1,5—8 мм. Сечения изделий, получаемых прессованием, представлены на рис. 161.

Рис. 160. Схема

гидравлического пресса

 

 

для

прессования:

 

/ _ цилиндр

пресса; 2 — плунжер; 3 — пуансон;

Рис. 161. Сечение изделий, по­

4 — контейнер;

5 — заготовка; 6 — матрица; 7 —

 

рама пресса

лучаемых прессованием

7. СВОБОДНАЯ КОВКА

Процесс ковки осуществляется последовательными ударами молота или нажимами пресса при помощи инструмента (бойка), совершающего возвратно-поступательное движение (рис. 162) по слитку или заготовке.

При ковке улучшаются структура и механические свойства металла. Ковкой изготовляют детали различного веса — от са­ мого малого до 200 ти более. Исходным материалом для ковки деталей служат слитки и разнообразный прокат.

Ковка подразделяется на ручную н машинную. Ручную ков­ ку производят на наковальне, удары по поковке наносят кувал­ дой. Машинную ковку осуществляют на ковочных молотах

Иковочных прессах.

Свободная ковка состоит из следующих основных операций: 1. Осадка, принимаемая для увеличения площади попереч-

22 Н. А. Баринов и др.

ного сечения исходной заготовки. Она сопровождается умень­ шением длины заготовки в результате приложения сил вдоль ее оси (рис. 163).

Дл(ина заготовки при осадке не должна превышать ее тол­ щину более чем в два с половиной раза. Большая длина приво­ дит к продольному изгибу формы. Изогнутая форма заготовки требует выправки, что приводит к снижению производительно­ сти ковки.

Рис. 162. Схема свободной ковки

Осадка, производимая на части заготовки, называется вы­ садкой.

Осадку применяют для получения поковок с малой высотой

и большим поперечным

сечением

(диски,

зубчатые

колеса,

I

фланцы и др.) так же, как

предвари-

тельную

операцию

перед

прошивкой

при изготовлении

пустотелых

загото­

вок в виде колец, барабанов и т. п.

Рис.

163. Схема

Рис. 164.

Схема

вы­

осадки

заготовки

тяжки заготовки:

 

 

1 — нижний

боек;

2

 

 

верхний боек; 3 — поковка

2. Вытяжка, применяемая для увеличения длины заготовки. Она сопровождается уменьшением ее толщины в результате приложения сил поперек большой оси. Вытяжкой получают валы дышла, шатуны и другие подобные заготовки, а также полые поковки.

Процесс вытяжки осуществляют последовательными нажа­ тиями (обжатиями) с подачей заготовки и поворотом ее вокруг оси (рис. 164).

Разновидностями вытяжки являются расплющивание и раз­ дача. Расплющивание применяют для увеличения ширины заго­ товок за счет ее высоты. Расплющиванием получают поковки плоской формы в виде пластин. Вытяжка с оправкой для увели­ чения длины пустотелой поковки за счет толщины ее стенок показана на рис. 165.

Раздачу на оправке применяют для увеличения внутреннего и наружного диаметра пустотелых поковок (колец барабанов, обечаек и т. п.). Иногда при ковке две последних операции сов­ мещают для получения заго­ товки требуемой формы и с не­ обходимыми размерами.

3. Прошивка, которой по­ лучают в заготовке отверстия или углубления.

4. Закручивание, т. е. пово­

рот одной части заготовки от- Рис. 165. Схема вытяжки с оправкой

носительно другой на задан­ ный угол ©округ ее оси. Закручивание применяют для получения

поковок типа коленчатых валов с коленами, расположенными

вразличных плоскостях, спиральных сверл и т. п.

5.Рубка, применяемая для отделения одной части заготовки от другой. Рубкой получают из большой по размерам заготовки несколько заготовок меньших размеров или удаляют излишки металла, отрубая их от концов поковки. Разновидностью рубки является вырубка, при которой вырубают часть металла из поковки, например для получения поковок в виде коленчатых валов с вырубленными коленами, вилок, спарников и т. п.

6.Гибка, при которой изменяется направление главной оси заготовки. Гибкой получают скобы, крюки, кронштейны и дру­

гие поковки.

7. Сварка, используемая для соединения нескольких загото­ вок из низкоуглеродистой стали с содержанием углерода до 0,25%. Сталь с повышенным содержанием углерода плохо под­ дается кузнечной сварке.

При ручной ковке работа обычно осуществляется кузнецом и молотобойцем. Кузнец оперирует заготовкой, держа ее в кле­ щах, и указывает молотобойцу, куда следует ударить кувалдой. При этом применяется различный инструмент, приведенный на рис. 166—170. Ручная ковка в основном применяется в ремонт­ ных мастерских.

Оборудование для свободной ковки. Основным процессом свободной ковки является ковка на молотах и ковочных прес­ сах. На ковочных молотах производится ковка мелких и сред­ них поковок. Молот имеет падающие части: бабу и прикреплен­ ный к ней снизу верхний боек. Поковка, подвергающаяся ковке,

22*