6999

Обробка металів тиском

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Обробка металів тиском. Мета роботи: ознайомитися з основними способами обробки металів тиском. Теоретичні відомості. Обробка тиском заснована на пластичних властивостях металів, тобто на їх здатності під дією навантаження остаточно змінювати форму ...

Украинкский

2013-01-11

1 MB

16 чел.

Обробка металів тиском.

Мета роботи: ознайомитися з основними способами обробки металів тиском.

Теоретичні відомості.

Обробка тиском заснована на пластичних властивостях металів, тобто на їх здатності під дією навантаження остаточно змінювати форму без порушення цілісності металу. Процес зміни форми і розмірів металу називається деформацією. Властивість металу сприймати значну пластичну деформацію широко використовується в техніці. При цьому доведення металу до пластичного стану й зміну форми металевого тіла здійснюють різноманітним деформуючим інструментом. Тому такий метод надання необхідної форми металевим тілам називається обробкою металів тиском. Прокатка, волочіння, пресування, кування й штампування являють собою різні види обробки металів в пластичному стані.

Кування – вид гарячої обробки металів тиском, при якому метал деформується багаторазовою і перерваною дією універсального  інструменту за допомогою бойка молота або преса до придбання заготовкою заданої форми й розмірів.

Рис.2.1 Схеми основних операцій кування й ковальський інструмент: а) двостороння прошивка; б) наскрізна прошивка; в) прошивні; г) рубка; д) ковальські сокири; е) згинання; ж) кування у підкладних штампах.

Волочіння металу – це протягування заготовки крізь отвір інструмента – волоки. Перетин якого менший за перетин заготовки, що протягується. При волочінні. Яке звичайно проводять без нагрівання заготовки, досягається добра якість поверхні і висока точність розмірів виробів. А також значне зміцнення матеріалу.

Рис.2.2 Схема волочіння і повздовжній переріз волоки.

Волока складається з декількох зон. Вхідна зона призначена для подачі змащення; на довжині робочої зони відбувається пластичне деформування заготовки; калібруюча  і вихідна зони забезпечують одержання потрібної форми перерізу деталі і якості поверхні. Вхідна і  робоча зони являють собою зрізаний конус із половиною кута при вершині, що дорівнює – для робочої зони α= 10…25 ̊ і для вихідної зони β = 40  ̊.

Волочінням одержують дріт (діаметром від 6 мм до 10мкм), труби (діаметром до 400мм), калібровані прутки й профілі. Для того, щоб досягти потрібного розміру переріза виробу треба послідовно протягувати заготовку іноді скрізь декілька десятків відповідних волок.

Прокатка металу – такий вид пластичної обробки, коли вихідний продукт пропускається в щілину між обертовими інструментами – валками прокатного стану. При цьому змінюються форма й розміри поперечного перерізу тіла і, як правило, збільшуються його повздовжні розміри. Існують три основних способи прокатки (рис.2.3):поздовжня, поперечна і поперечно – гвинтова, або коса прокатка.

Рис.2.3  Поздовжня а) і поперечна б) прокатка

При поздовжній прокатці (рис 2.3а; 2.4, 2.5) деформація здійснюється між валками, що обертаються в різні сторони. Металеве тіло, що має висоту Но, ширину Во, і довжину L о, в результаті пластичної обробки валками одержує відповідні розміри Н1, В1, L 1.

Рис 2.4 Поздовжній метод прокатки шовних труб.

Рис 2.5Поздовжній метод прокатки безшовних труб

Методом поздовжньої прокатки обробляють переважно ті заготовки, у яких довжина значно перевищує розміри поперечного перерізу. При цьому поперечний переріз заготовок самий різноманітний – це круг, кутовий профіль, швелер, залізнична рейка, листова сталь і т.д. Для здійснення повздовжньої прокатки використовують різноманітні стани. Кількість валків у яких може досягати двадцяти, а напрямок обертання – змінюватися.

Завдання.

Розрахувати необхідну кількість циклів прокатки для одержання листової сталі необхідної товщини Н1 = 2,0мм із заготовки товщиною Н0=12мм,  якщо кут захвату α=12 ̊, а діаметр валків D=50мм, ширина В0=120мм, В1= 160мм і довжиною L о=800мм. Розрахувати характеристики процесу прокатки.

Рис.2.6. Ескіз обробки деталі

Для характеристики процесу прокатки використовують наступні коефіцієнти:

  1.  Абсолютне обтиснення ΔН:

ΔН= Н01=12-2=10мм

  1.  Відносне обтиснення Е

Е= ((Н01)/Н0)*100%= ((12-2)/12)*100%=83%

  1.  Коефіцієнт обтиснення λ

λ=Н01= 12/2=6

  1.  Абсолютне розширення ΔВ

ΔВ= В10=160-120=40мм

  1.  Відносне розширення Ψ

Ψ= ((В10)/В0)*100% = ((160-120)/120)*100=33,3%

  1.  Коефіцієнт розширення β

β=В10=160/120=1,33

  1.  Коефіцієнт витягування μ; визначається з умови рівності об’ємів до і після деформації при прокатці V0=V1:

Н0В0L0=H1B1L1

μ=L1/L0=(H0*B0)/(H1*B1)=λ/β=6/1.33=4.5

Важливою характеристикою процесу поздовжньої прокатки є кут захвату α (кут дотику рис 2.6), що відповідає дузі дотику заготовки з прокатним валком радіусу r. Кут захвату α характеризує практично продуктивність і ефективність процесу прокатки.

Кут захвату визначається наступним чином:

r=r*cosα+ (H0-H1)/2;

r(1-cosα)=(H0-H1)/2;

D(1-cosα)  = H0-H1; з цієї формули знаходимо

Н10- D(1-cosα)  = 12- 50*(cos 12)=12-50*0,98=1 мм

Висновок: для  одержання листової сталі товщиною Н1 = 2,0мм із заготовки товщиною Н0=12мм, необхідно 10 циклів прокатки, тому що за 1 цикл прокатки товщина  зменшується на 1 мм.

При поперечному прокатуванні обидва валки обертаються в одному напрямку, а заготовка – у протилежному. Вісі валків і вісь заготовки паралельні (або перетинаються під невеликим кутом). У процесі поперечної прокатки оброблюване тіло утримується у валках за допомогою спеціального пристосування. Обтиснення заготовки по діаметру й надання їй необхідної форми забезпечується відповідним профілюванням валків і зміною відстані між ними. Методом поперечної прокатки одержують відносно короткі деталі типу коліс, зубчастих коліс, дисків. Куль і т.п, у яких діаметр більший, чи незначно менший довжини деталей вздовж вісі.

Поперечно – гвинтове або косе, прокатування здійснюється у валках, що обертаються в одному напрямку і мають форму стикованих широкими основами двох зрізаних конусів. Валки поперечно – гвинтового прокатування встановлені під деяким кутом один до одного. Нахил обох валків по відношенню до осі оброблюваного тіла, викликає в момент дотику металу з валками появу сили, спрямованої по дотичній до її втягування осі заготовки, і сили, спрямованої по дотичній до її поперченого переріза. Спільна дія цих сил забезпечує обертання і втягування заготовки, що обробляється, в щілину між валками й її деформацією.

Пресуванням називають витискування металу із замкненого об’єму крізь отвір. (рис 2.6)

Заготовка 2 у холодному або гарячому стані (частіше в гарячому), що поміщена в контейнер 1, витискується пуансоном 5 крізь отвір матриці 3, який і надає потрібний профіль деталі. Для одержання складного профілю використовують різноманітні за перерізом оправки 4. Вихідною заготовкою для пресування є злиток, або прокат круглого, а іноді навіть квадратного перерізу.

рис.2.6 Пряме пресування і приклади пресованих профілів.

Витікання металу при пресуванні може бути прямим або зворотнім. Прямий метод полягає в тому, що протікання металу крізь отвір матриці і рух пуансона, що тисне на заготовку, відбуваються в одному напрямку. Зворотній метод використовується для виготовлення профілів, він характеризується тим, що протікання металу і рух пуансона з матрицею відбувається у зворотних напрямках, тобто назустріч одне одному.

Гарячим пресуванням виготовляють різноманітний сортамент виробів із кольорових металів і сплавів – прутки діаметром від 3 до 250мм, труби діаметром від 20 до 400мм із товщиною стінки від 1,5 до 12мм і різні складні профілі. Точність пресованих виробів є більш високою, ніж при прокатуванні, що дає можливість звести до мінімуму наступну обробку заготовки.

Штампування – ковальський процес, при якому деформація  металу здійснюється за допомогою штампа. Штампуванням оброблюються найрізноманітніші заготовки (рис. 2.7) 

Рис. 2.7. Приклади  штампованих деталей.

На відміну від кування штампування здійснюється спеціальним інструментом – штампом. Яким можна обробляти тільки саме ту деталь. Для якої штамп сконструйовано. Штамп складається з двох основних частин: нерухомої матриці і рухомого пуансона. На поверхні матриці і пуансона утворені порожнини, які називаються рівчаками. Перетікання в штампі примусово обмежується поверхнями порожнини рівчака. Штампи залежності від складності форми деталі, мають один, чи декілька (чорнові й чистовий) рівчаків (рис 2.8)

У залежності від виду первинного матеріалу штампування поділяється на об’ємне й листове. Об’ємне штампування заготовок виконується переважно в нагрітому, а листове – в основному в холодному стані.  Недоліки штампування: обмеженість по масі штампованих заготовок (до 350кг), висока вартість штампів.

Основними методами гарячого об’ємного штампування є штампування з облоєм у відкритих штампах і штампування без облою в закритих штампах.

Рис. 2.8 Багаторівчаковий штамп і послідовність одержання поковки складної форми.

Облойне штампування  (рис.2.9) характеризується тим, що після заповнення металом порожнини рівчака штампа надлишок його витискується в спеціальну порожнину, утворюючи при цьому відхід, що називають облоєм.

Рис. 2.9. Відкритий та закритий штампи об’ємного штампування.

Облой з поковки потім відрізується. Штампування у відкритих штампах допускає застосування заготовок,  що відрізняється між собою за об’ємом.

Безоблойне штампування являє собою деформацію металу в закритих штампах, утворення облою в яких не передбачається, тому порожнина для нього відсутня.

Листове штампування призначене для отримання виробів з листового, стрічкового, смугового металу та інших матеріалів без значної зміни товщини заготовки (рис. 2.10)

Рис.2.10 Деталі, що одержують листовим штампуванням: вирубкою, згинанням, витяжкою.

Операції листового штампування поділяють на формозмінюючі, розділяючи, пресувальні, і штампоскладальні.

Формозмінючі операції полягають у перетворенні плоскої або порожнистої заготовки в просторову деталь необхідної форми. До формозмінюючих операцій належать згинання, витягування, відбортовка, формування.

Розділяючи операції листового штампування пов’язані з відділенням однієї частини металу від іншої по замкненому або незамкненому контуру. До цих операцій належать відрізка, вирубка, пробивання. Обрізка.

До пресувальних операцій, що пов’язані зі змінною товщини листового матеріалу. Відносяться карбування, таврування, кернування і холодне витискування.

Штампоскладальні операції, що призначені для з’єднання декількох деталей в один виріб, засновані на застосуванні процесів згинання, упресовування, клепання, закалатування.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

23677. ПОДХОДЫ К ПРОБЛЕМАМ СОЦИАЛЬНОГО РАССЛОЕНИЯ 147.5 KB
  ПОДХОДЫ К ПРОБЛЕМАМ СОЦИАЛЬНОГО РАССЛОЕНИЯ В следующих двух лекциях мы рассмотрим проблемы социальной и экономической стратификации. И вроде бы они демонстрируют понимание того что экономические перспективы человека определяются не только уровнем материального благосостояния родителей но и €œсемейным капиталом€ который складывается из общественной репутации и социальных связей профессиональных навыков и культурных ценностей впитанных в соответствующей социальной среде. Какоето значение еще может иметь размер группы а тип социальной...
23678. МИР ХОЗЯЙСТВА: МОДЕЛИ ОДНОЛИНЕЙНОГО РАЗВИТИЯ 116.5 KB
  МИР ХОЗЯЙСТВА: МОДЕЛИ ОДНОЛИНЕЙНОГО РАЗВИТИЯ Экономика и общество связаны множеством прочных нитей. Базируясь на широком основании культурных властных и других социальных отношений экономика выступает таким образом как мир хозяйства. Каким бы конкретным вопросом не занимался исследователь не важно экономист или социолог он волейневолей всегда исходит из неких концептуальных предположений о том что представляет собой исследуемый мир хозяйства какое место занимает он в историческом процессе.
23679. СОЦИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ХОЗЯЙСТВЕННЫХ ИДЕОЛОГИЙ 156.5 KB
  Идеалысредства это способы их достижения в числе которых мы обнаруживаем: формы собственности и формы организации хозяйства характер и степень государственного вмешательства в экономику способы распределения благ и утверждения трудового порядка. Консерватизм не отвергает прав индивида как частного собственника а проводит принцип единонаследия майората как способ воспроизводства этой собственности поддерживает наследственные привилегии и принцип назначаемой сверху опеки со стороны собственника или сообщества государства. Ему...
23680. ЧЕЛОВЕК В ХОЗЯЙСТВЕННОЙ СИСТЕМЕ РОССИИ 161 KB
  Дипломы освобождают их от тяжелого физического труда обеспечивают сносный доход и определенный престиж занятий. И отделение €œобразованных€ от €œпростых людей€ воспроизводится весьма отчетливо хотя различия между ними по уровню жизненных стандартов минимальны или просто отсутствуют проявляясь скорее в условиях труда и стиле жизни. Идеи всеобщности труда и благотворности трудового воспитания воплощаются в стремлении не просто к полной но к максимальной занятости когда работу имеют не только все те кто хочет трудиться но и те кто этого...
23681. История социологии 73.5 KB
  Кант и многие другие которые серьезно обогатили наши знания об обществе и поведении людей. Они как и нынешние социологи изучали традиции обычаи нравы и взаимоотношения людей обобщали факты строили концепции которые завершались практическими рекомендациями о том как усовершенствовать общество. Чтобы этого не происходило знать необходимо лишить частной собственности которая согласно Платону развращает нравы людей. К управлению обществом следовало допускать людей достигших 50 лет высокообразованных и талантливых.
23682. ДВА ПОДХОДА К ЧЕЛОВЕКУ В СОЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ 252.5 KB
  Трудно предсказать как пойдет дальше процесс самоутверждения экономической теории и социологии всякая популярность не вечна но сегодня обе дисциплины переместились в центр внимания и возникла необходимость определения их методологических границ. В нашем распоряжении уже имеются примеры удачного описания эволюции представлений о человеке в экономической теории. Кратко ознакомившись с этими этапами в первых двух лекциях следуя сначала за экономистами а затем за социологами в третьей лекции мы перейдем к исходному определению предмета...
23683. ХОЗЯЙСТВЕННАЯ МОТИВАЦИЯ И ТИПЫ РАЦИОНАЛЬНОСТИ 157 KB
  ХОЗЯЙСТВЕННАЯ МОТИВАЦИЯ И ТИПЫ РАЦИОНАЛЬНОСТИ После определения сравнительных контуров экономикотеоретического и экономикосоциологического подходов следует подробнее остановиться на одном из наиболее сложных вопросов характере мотивации поведения человека в экономике. Если некое благо оказывается значимым желаемым для человека то оно превращается в стимул внешний объект стремления актуализированную потребность. Когда же импульс стремления к этому объекту проходит через сознание человека стимул перерастает в мотив внутреннее...
23684. ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВО КАК ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ И ИСТОРИЧЕСКИЙ ФЕНОМЕН 99.5 KB
  ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВО КАК ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ И ИСТОРИЧЕСКИЙ ФЕНОМЕН €œЭкономический человек€ в политической экономии впервые появляется в качестве предпринимателя и под ним подразумевается отнюдь не €œсредний€ человек а именно предприниматель. Предпринимательство относится к числу понятий чрезвычайно богатых по своему содержанию и привлекает внимание целого ряда исследовательских дисциплин. Задача данной и последующей лекций рассмотреть предпринимательство с различных точек зрения: экономиста психолога социолога....
23685. ПРЕДПРИНИМАТЕЛИ КАК СОВОКУПНОСТЬ СОЦИАЛЬНЫХ ГРУПП 100 KB
  Не станем отрицать существования €œприродных€ €œпсихологических€ предпринимателей этих неуемных энтузиастов постоянно генерирующих организационные проекты; начинающих новое предприятие еще не успев реализовать предыдущую идею и оставляющих свое детище на чужое попечение в случае его успеха. В противовес функциональному подходу социологи чаще опираются на структурный подход выделяя предпринимателей как социальный слой21. Принципиальные различия между группами предпринимателей связаны с масштабами и сферой хозяйствования его...