4. Обработка давлением

Обработка металлов давлением основана на способности металлов (ряда неметаллических материалов) в определенных условиях получать пластические (остаточные) деформации в результате воздействия на деформируемое тело (заготовку) внешних сил.

Таким образом, при обработке металлов давлением заготовка превращается в изделие за счет пластического деформирования твердой заготовки или ее отдельных частей. Это составляет ее коренное отличие от литейных процессов, в которых изделие получается при затвердевании жидкого, расплавленного металла и от обработки резанием, при котором форма изделия получается путем удаления (срезания) части заготовки в стружку.

Достоинства обработки металлов давлением:

• возможность значительного уменьшения отхода металла по сравнению с обработкой резанием;

• повышение производительности труда, т.к. в результате однократного приложения усилия можно значительно изменить форму и размеры деформируемой заготовки;

• пластическая деформация позволяет получать изделия с наилучшими заданными свойствами (прочностью, жесткостью, сопротивлением износу и т.д.).

Исходными материалами для обработки металлов давлением служат слитки и заготовки различных размеров и массы.

Для производства проката на металлургических заводах чаще всего применяют стальные слитки массой 5-8 т. Слитки цветных металлов и сплавов обычно имеют массу от 50 до 1000 кг.

4.1 Виды обработки металлов давлением

К обработке металлов давлением относят прокатку (рис. 4.1, а), прессование (рис. 4.1, б), волочение (рис. 4.1, в), ковку (рис. 4.1, г), горячую и холодную штамповку (рис. 4.1, д, е), специальные виды обработки. Первые три способа обычно применяют на металлургических заводах; ковку и штамповку обычно применяют на металлообрабатывающих заводах машиностроения.

Рис.4.1 Схемы основных видов обработки металлов давлением

4.2 Прокатка

Прокатка - один из видов обработки металлов давлением, при котором металл пластически деформируется вращающимися валками. Основные виды прокатки: продольная (рис 4.2, а), поперечная (рис 4.2, б), винтовая (рис 4.1, в).

а) б) в)

Рис.4.2 Виды прокатки

Отношение полученной длины l к первоначальной называется коэффициентом вытчяжки μ:

Эта величина является одной из основных количественных характеристик деформации при прокатке и составляет обычно 1,1-1,6 за проход.

Инструмент для прокатки.

Инструментом прокатки являются валки.Прокатные валки выполняют основную операцию прокатки - деформацию (обжатие) металла и придание ему требуемых размеров и формы поперечного сечения.

Прокатные валки подразделяются на две группы: листовые и сортовые.Валки листовых станов служат для прокатки листов, полос и ленты. Рабочая часть этих валков (бочка) имеет цилиндрическую форму. Валки сортовых станов служат для прокатки заготовок и сортового профильного металла. На поверхности бочки этих валков есть углубления, соответствующие профилю прокатываемого металла. Эти углубления называютручьями.

Оборудование прокатного производства.

Машины и механизмы главной линии прокатного стана состоят из рабочей клети, передаточных механизмов и главного электродвигателя.

Рабочая клеть- основное устройство прокатного стана, т.к. в ней осуществляется собственно прокатка (пластическая деформация металла). Она представляет собой комплект прокатных валков со станинами.

Прокатные станы классифицируют по трем основным признакам:

• по числу и расположению валков в рабочих клетях;

• по числу и расположению рабочих клетей;

• по их назначению.

В зависимости от конструкции и расположения валков рабочие клети прокатных станов можно разделить на несколько групп: двухвалковые, трехвалковые, многовалковые, универсальные и клети специальной конструкции.

По расположению рабочих клетей станы могут быть одноклетьевыми и многоклетьевыми с линейным или последовательным расположением клетей.

Прокатные станы по назначению подразделяют на станы для производства полупродукта и станы выпуска готового проката. К первым относятся обжимные станы (блюминги и слябинги) для прокатки слитков полупродукта крупного сечения для последующей прокатки на сортовой или листовой металл и заготовочные для получения полупродукта более мелкого сечения из блюмов или слитков небольшой массы. Ко вторым относятся станы для выпуска готового проката, Они характеризуются видом выпускаемой продукции: рельсобалочные, сортовые, листопрокатные, трубопрокатные и станы для специальных видов проката.

Продукция прокатного производства.

Сортамент прокатываемых профилей разделяют на четыре основные группы: сортовой прокат, листовой, трубы и специальные виды проката.

Профили сортового прокатаподразделяют на две группы: простой геометрической формы (квадрат, круг, прямоугольник, шестигранник) и сложной фасонной формы (швеллеры, двутавровые балки, рельсы, уголки и т.д.).

Листовой прокат разделяют на толстолистовой (толщина 4-160 мм) и тонколистовой (0,2-4 мм). Листы толщиной менее 0,2 мм называют фольгой. Броневые плиты имеют толщину до 550 мм.

Трубы стальные разделяют в основном на бесшовные диаметром 30-650 мм и сварные диаметром 10-1420 мм. Кроме того стальные трубы различают по назначению.

Специальные виды проката -кольца, зубчатые колеса и т.п.