8

Пермский государственный технический университет

Кафедра «Сварочного производства и технологии конструкционных материалов»

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

д.т.н., профессор

_______________ Ю.Д. Щицын

_____ ______________ 20__ г

Лекция № 9

По дисциплине

Технология конструкционных материалов

(ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В МАШИНОСТРОЕНИИ)

Механико-технологический факультет

(для специальности ТМСб)

Тема: «Прокатное производство»

(наименование темы лекции)

Кандидат технических наук, доцент

(фамилия и инициалы автора)

Долинов Д.Л.

Обсуждены

на заседании кафедры

  ________20 ___ г

Протокол №

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Приветствие, проверка наличия и готовности студентов к занятию, соблюдения порядка в аудитории. Объявление темы, цели, учебных вопросов лекции, ее актуальности и значимости для выбранной профессии Доведение списка литературы по материалу лекции.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Сущность процесса прокатки.

2. Оборудование для прокатки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Доведение основных выводов по теме лекции и ее значение для будущей профессиональной деятельности. Доведение задания на самоподготовку, ответы на вопросы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Фетисов Г.П. и др. Материаловедение и технология металлов. – М.: «Высшая школа», 2001. – 638 с.

2. Солнцев Ю.П. и др. Материаловедение и технология конструкционных материалов. – М.: МИСиС, 1996. – 576 с.

3. Губарева Э.М. Основы технологических процессов получения изделий (заготовок) различными способами : учеб. Пособие. – Пермь, ПГТУ, 2007. – 214 с.

УЧЕБНО-МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:

1. Наглядные пособия:

- Комплект слайдов по теме лекции, плакаты.

2. Технические средства обучения:

- Графопроектор.

3. Приложения:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

(при необходимости)

ТЕКСТ ЛЕКЦИИ

Первый учебный вопрос. Сущность процесса прокатки

Процессы ОМД по назначению подразделяют на два вида:

 для получения заготовок (прутков, проволоки, лент, листов), применяемых для последующего изготовления из них деталей обработкой резанием. Основными разновидностями таких процессов являются прокатка, прессование и волочение;

 для получения деталей или полуфабрикатов, имеющих форму и размеры готовых деталей и требующих обработки лишь для получения поверхности заданного качества. Разновидностями таких процессов являются ковка и штамповка.

П рокатка  вид ОМД, при котором заготовка обжимается двумя вращающимися навстречу друг другу валками прокатного стана, рис.1.

Деформация металла при прокатке происходит на небольшом участке АВВ₁А₁ (рис.1, а), который называется зоной деформации.

Дуга АВ называется дугой захвата, а центральный угол , отвечающий дуге АВ,  углом захвата.

При прокатке увеличиваются длина и ширина заготовки, и уменьшается ее толщина. Относительное уменьшение толщины заготовки в процессе прокатки называется относительным обжатием или степенью деформации (%). Максимальное значение относительного обжатия в зависимости от типа изделия составляет 0,2…0,5. Уширение заготовки в процессе прокатки составляет 5…10 % от обжатия. Отношение длины заготовки после прокатки l₁ к исходной l₀, равное отношению площадей поперечного сечения первоначального F₀ к полученному F₁, называется коэффициентом вытяжки :

Это одна из основных характеристик процесса прокатки. Значение  за один проход заготовки составляет обычно 1,1…1,6, а иногда достигает 2…2,5.

Условия захвата заготовки валками. При прокатке металл втягивается в зазор между валками силами трения между заготовкой и валками. В точках А и А₁ действуют силы давления валков на металл N и силы трения Т, проекции которых на ось х соответственно (рис.1, а). Валки захватят металл тогда, когда втягивающее усилие будет больше, чем выталкивающее: .

Учитывая, что сила трения , где f  коэффициент трения, который зависит от поверхности валков и заготовки и уменьшается с ростом температуры, условие захвата заготовки примет вид , или .

Угол, тангенс которого равен коэффициенту трения, называется углом трения. Таким образом, условие захвата соблюдается, если угол захвата меньше угла трения.

При горячей прокатке на гладких валках угол захвата составляет 15…24, а на валках с вырезами (ручьями)  32…33. При холодной прокатке листов  = 3…10.

Основные виды прокатки. Различают три основных вида прокатки: продольную, поперечную и поперечно-винтовую.

При продольной прокатке (рис.1, а) заготовка перемещается перпендикулярно к осям валков, которые вращаются в противоположных направлениях. До 90 % всего проката изготовляют продольной прокаткой (листы, полосы, прутки).

При поперечной прокатке (рис.1, б) валки с параллельными осями вращаются в одном направлении и вращают заготовку, которая деформируется, перемещаясь вдоль оси валков.

Поперечно-винтовая прокатка (рис.1, в) осуществляется вращающимися в одном направлении и расположенными под углом один к другому валками. Такое расположение валков обеспечивает возникновение осевого усилия, перемещающего заготовку.

Сортамент проката это совокупность профилей и размеров прокатанного металла. Профилем прокатанного изделия называется форма его поперечного сечения.

По сортаменту продукцию можно разделить на следующие группы:1) сортовой прокат; 2) листовой прокат; 3) трубы; 4) специальный прокат.

Сортовая сталь делится на профили общего назначения  круглая, полосовая, квадратная, угловая, швеллеры, двутавровые балки и др. (рис.2, а) и профили специального назначения  рельсы и профили для автотракторостроения, судостроения, транспортного машиностроения и других отраслей промышленности (рис.2, б).

Л истовая сталь делится на тонколистовую (толщиной менее 4 мм) и толстолистовую (толщиной 4160 мм).

Трубы разделяют на две группы: бесшовные и сварные. Кроме того, выпускают трубы фасонные и переменного сечения.

К специальным видам проката относятся вагонные колеса (рис.32, в), зубчатые колеса, шары, периодический прокат (рис.32, г), а также гнутый профиль (рис.32, д).

Вывод: в данном вопросе мы рассмотрели сущность процесса деформации металла способом обжатия при прокатке.