Содержание

		Стр.
Введение…………………………………………………………………		1
1. Основные виды ОМТ………………………………………………		2
1.1 Прокатка………………………………………………………………...		2
1.2 Волочение………………………………………………………………		4
1.3 Прессование……………………………………………………………..		4
1.4 Ковка…………………………………………………………………….		5
1.5 Штамповка………………………………………………………………		5
1.6 Гибка…………………………………………………………………….		6
2. Краткий обзор развития ОМД и металлургии в Украине………………………………………………………………..		8
3. Продольная прокатка……………………………………………		10
3.1 Некоторые общие положения теории прокатки……………………...		10
3.2 Основные понятия и определения продольной прокатки……………		14
3.3 Условия захвата металла валками……………………………………..		17
4. Кинематические условия продольной прокатки……		22
4.1 Опережение и отставание……………………………………………...		22
4.2 Уширение при продольной прокатке………………………………….		24
5. Силовые условия прокатки…………………………………...		27
5.1 Сила и давление прокатки……………………………………………..		27
5.2 Момент и мощность прокатки…………………………………………		29
6. Сортамент и стандартизация прокатной продукции…………………………………………………………….		32
6.1 Сортовая сталь………………………………………………………….		33
6.2 Листовая сталь………………………………………………………….		34
6.3 Трубы……………………………………………………………………		35
6.4 Прочие виды проката…………………………………………………..		36
7. Оборудование прокатных станов………………………….		37
7.1 Типы прокатных станов………………………………………………..		37
7.2 основание и вспомогательное оборудование прокатных станов……		42
8. основы калибровки прокатных валков…………………		46
8.1 Элементы калибровки………………………………………………….		46
8.2 Классификация калибров………………………………………………		48
8.3 Системы вытяжных калибров…………………………………………		49
8.4 Схемы калибровки простых профилей (квадратных и круглых)……		50
8.5 Особенности калибровки фланцевых профилей……………………..		51
9. Технология прокатного производства…………………..		53
9.1 Технология производства полупродукта……………………………...		54
9.2 Технология производства проката на рельсобалочных станах……...		57
9.3 Прокатка крупно-, средне-, мелкосортного проката и катанки……..		58
9.4 Технология производства листов……………………………………...		59
9.4.1 Производство горячекатаных листов и полос………………….		59
9.4.2 Производство холоднокатаной листовой стали………………..		60
10. технико-экономические показатели прокатного производства (ТЭП)……………………………		62
11. Дефекты проката…………………………………………………		64
12. Производство гнутых профилей…………………………...		67
13. Волочение металла……………………………………………..		69
14. Производство труб……………………………………………….		72
15. Прессование металла………………………………………….		74
16. Ковочно-штамповочное производство………………...		77
Список рекомендованной литературы……………………..		78

Введение

В металлургическом производстве процесс обработки металлов давлением (ОМД) является заключительным, т.н. третьим переделом – вслед за первым (доменным) и вторым (сталеплавильным) переделами. Одним из основных он является в машиностроении и металлообработке.

ОМД – способ получения изделий заданной формы и размеров в твердом состоянии без снятия стружки с помощью давящего инструмента. В этом определении заложено отличие способа ОМД от способов получения изделий путем литья (в жидком состоянии) и механообработки (со снятием стружки).

ОМД – один из наиболее интересных курсов металлургического профиля. Она является предметом не только научной и инженерно-технической деятельности, но и своего рода искусством. Достаточно вспомнить рыцарские доспехи, особенно парадные, инкрустированные благородными металлами, садово-парковые ограждения, каминные решетки, светильники и т.п., не говоря уже о такой донецкой достопримечательности, как пальма Мерцалова. Т.е. изделия, получаемые способами ОМД, не только имеют потребительскую ценность в широком понимании этого определения, включая бытовую, но и могут оказывать глубокое эмоциональное воздействие.

Этим ОМД выгодно отличается от других переделов - доменного и сталеплавильного. Металлургия чугуна интереснейший предмет. Достижения доменщиков поистине феноменальны. Они глубоко изучили сложнейшие физико-химические процессы, происходящие в закрытом объеме, недоступном для визуального наблюдения, научились управлять ими и получать чугун заданного химического состава. Но результатом их деятельности является ковш жидкого чугуна. С точки зрения потребительской и эмоциональной он явно уступает изделиям, полученным путем ОМД. То же относится и к сталеплавильному производству.

Не лишним будет напомнить и то, что процессы ОМД в металлургии являются завершающими. И от того, насколько полно удовлетворяют потребности народного хозяйства продукция ОМД, судят о работе металлургии в целом.

А в масштабах завода, от того, насколько плодотворно поработали прокатчики зависит благополучие всего коллектива. Ибо как бы хорошо ни сработали доменщики и сталеплавильщики, если не будет необходимой реализации продукции, не будет средств ни для выплаты заработной платы трудящимся, ни для закупки необходимых сырья, материалов и т.п., т.е. не будет условий для нормальной работы завода.

Практически все средства труда, военного назначения, транспорта, быта, все средства передвижения по земле, воде, в воздушном пространстве изготовлены с использование изделий ОМД.

Отсюда следует, что знание основ ОМД, сортамента производимого металлопроката крайне необходимо не только металлургам, но и инженерно-техническим работникам смежных специальностей.

1. Основные виды омд

Основными видами ОМД являются прокатка, волочение, прессование, ковка, штамповка и гибка. Рассмотрим схемы и особенности этих процессов.

1.1 Прокатка.

Процесс прокатки металлов осуществляется между двумя или несколькими вращающимися приводными валками. При этом площадь поперечного сечения заготовки уменьшается, длина и ширина увеличиваются, может изменяться форма. В зависимости от направления вращения валков и направления движения слитка (заготовки, раската) относительно осей валков различают три основных способа прокатки: продольный, поперечный, поперечно-винтовой.

Продольная прокатка (рис.1.1.). Основные признаки:

1) Прокатку осуществляют между двумя приводными валками, вращающимися навстречу друг другу. Иногда к двум горизонтальным добавляют два вертикальных, оси которых расположены в одной вертикальной плоскости.

2) Движение заготовки поступательное, ее ось перпендикулярна осям валков.

3) Длина раската (метры, километры) многократно превышает размеры поперечного сечения (миллиметры).

Способом продольной прокатки получают листы, полосы, сортовые профили, бесшовные трубы и катанку, постоянного и переменного (периодического) сечения. Именно этим способом производят основную массу прокатной продукции из черных и цветных металлов. Процесс прокатки осуществляют в горячем (третий передел) и холодном (четвертый передел) состояниях, применяют в основном в металлургии, реже в машиностроении и металлообработке.

Поперечная прокатка (рис.1.2.). основные признаки:

1) Прокатку осуществляют между двумя приводными валками, вращающимися в одном и том же направлении.

2) Движение заготовки вращательно-поступательное, ее ось параллельна осям валков.

3) размеры поперечного сечения изделий соизмеримы или меньше длины.

Способом поперечной прокатки получают тела вращения, в основном специального назначения – шары, шестерни, оси, валы и т.п., которые, по сути, являются готовыми деталями. Поэтому такие станы именуются еще деталепрокатными.

Прокатку осуществляют преимущественно в горячем состоянии и используют в машиностроении, металлообработке и в меньшей мере – в металлургии.

Поперечно-винтовая (косая) прокатка. В станах поперечно-винтовой прокатки используют в основном бочкообразные валки (рис.1.3.). Оси валков в плане – параллельны, а на виде сбоку – наклонены к горизонту под углом 4…15^о. Основные признаки:

1) Валки приводные, вращаются в одном направлении.

2) движение заготовки поступательно-вращательное, ее ось параллельна осям валков.

3) длина раската существенно превышает размеры поперечного сечения.

Благодаря наклону и наличию скосов на валках заготовка силами контактного трения втягивается в зев валков и продвигается вдоль их осей. сверху и снизу заготовка удерживается на оси прокатки дисковыми проводками или линейками.

Вследствие поверхностной деформации внутренние слои заготовки разрыхляются, образуя полость. Для придания ей правильной геометрической формы внутрь полости (в очаг деформации) с обратной стороны вводится оправка на жестко закрепленной штанге. Оправка прошивает разрыхленную центральную область заготовки, в результате из нее получают пустотелую гильзу.

Процесс используют в основном в металлургии для получения полых изделий круглой формы из черных и цветных металлов.

1.2. Волочение

Процесс волочения (рис.1.4.) заключается в протягивании заготовки (прутка, проволоки) через волочильное очко (волоку), поперечное сечение которого меньше сечения заготовки. Предварительно передний конец заготовки заостряют, вводят в отверстие волоки и захватывают клещевым устройством. Способом волочения получают прутки, проволоку сплошного и полого сечения различной формы и размеров с высокой точностью и качеством поверхности. Волочению подвергают черные и цветные металлы в основном в холодном состоянии, реже - в теплом.

Благодаря простоте, процесс волочения используют во многих отраслях народного хозяйства, но главным образом в металлургии, машиностроении и металлообработке.

1.3. Прессование

Процесс прессования заключается в выдавливании металла (круглой заготовки) из контейнера через матрицу с отверстием (рис.1.5). Путем прессования получают профили сплошного и полого сечения самой разнообразной формы в зависимости от формы очка матрицы.

Процесс осуществляют в горячем или холодном состояниях, используют в основном в машиностроении и металлургии.

Внешне процесс прессования сходен с волочением, только вместо приложения тянущего усилия к переднему концу изделия прилагают выталкивающее усилие к заднему концу заготовки посредством пуансона.

1.4. Ковка

Процесс ковки – один из древнейших видов ОМД (рис.1.6.). Свободную ковку осуществляют между двумя бойками, один из которых (нижний) неподвижный, второй (верхний) совершает возвратно-поступательные движения вверх-вниз. При ходе вниз осуществляется пластическая деформация заготовки (рабочий ход), при ходе вверх (холостой ход) заготовку продвигают на ширину бойка. При этом, если необходимо обжимать заготовку по высоте и ширине, ее кантуют поочередно на 90^о.

Процесс осуществляется преимущественно в горячем состоянии, используют для получения крупных поковок из черных металлов для последующей механообработки в машиностроении и механических цехах металлургических заводов.

1.5. Штамповка

различают объемную штамповку (рис.1.7.) и листовую штамповку (рис.1.8.)

Процесс объемной штамповки сродни ковки, только вместо бойков используют штампы, состоящие из двух половин. В каждой из них выполняют полости, по форме соответствующие форме штампуемых изделий. В отличие от свободной ковки течение металла здесь ограничивают полости штампа, а излишек металла уходит в заусенец (облой). Это обеспечивает достаточно высокую точность изделия.

Штампы работают в тяжелых условиях – высокие температуры, частые теплосмены, большие давления. Поэтому их изготавливают из дорогих теплостойких, износостойких сталей. Сам процесс изготовления штампов весьма трудоемок. Вследствие этого объемную штамповку применяют при необходимости изготовления ограниченного сортамента изделий крупными сериями.

При листовой штамповке основным инструментом являются матрица и прижим с центральным отверстием, равным наружному диаметру изделия, и пуансон диаметром, равным внутреннему диаметру изделия (рис.1.8.).

Круглую заготовку из листов толщиной 0,5…4,0 мм пластичных металлов и сплавов (медь, алюминий, углеродистая и легированная стали и пр.) укладывают на матрицу, прижимают прижимом и пуансоном деформируют заготовку. В результате получают изделия в виде колпачков. Этим способом получают практически всю кухонную посуду – кружки, миски, кастрюли и пр.

6. Гибка

Как и при листовой штамповке, при гибке используют листовой материал – заготовки в виде полос. Их укладывают на штампы с полостью и пуансоном придают заготовке заданную форму (рис.1.9.).

Таким способом получают гнутые профили относительно простой формы. Кроме того, их длина ограничивается шириной штампа. Более эффективным является процесс получения гнутых профилей путем последовательного профилирования в валках, подобно продольной прокатке (рис.1.10.). Поэтому такие профили называют гнутыми профилями проката в отличие от штампованных. На профилегибочных агрегатах можно получать профили самой разнообразной формы необходимой длины, и именно этим способом получают основную массу гнутых профилей.