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

17 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

46756. Содержание экологических прав граждан 28.68 KB
  Предметом этого регулирования являются общественные отношения в области охраны и рационального использования животного мира а также связанные с ними отношения в сфере сохранения и восстановления среды его обитания в целях обеспечения биологического разнообразия устойчивого существования и использования животного мира сохранения генетического фонда диких животных как неотъемлемого элемента природной среды. Его положения развиваются и конкретизируются в нормах подзаконных актов основную массу которых составляют Постановления Правительства...
46757. Механизм образования коррозии. Технологические методы защиты от коррозии НПО 39.5 KB
  Коррозия – разъедание, процесс химического или электро-хим. Разъедания металлов и сплавов. Коррозия начинается с поверхности металла и распространяется в глубь при этом метал может полностью или частично растворится. Так же может образовываться осадки в виде оксидов и гидрооксидов, ржавчина, окалина.
46758. ПОЗИЦИОННЫЕ СВЯЗИ И БАЗИРОВАНИЕ 28.79 KB
  Погрешности формы и размеров обработанных заготовок определяются отклонениями положений режущих кромок и заготовок от траектории заданного формообразующего движения. Задачи взаимной ориентировки деталей и сборочных единиц в машинах при их сборке и заготовок на станках при изготовлении деталей решаются их базированием. При механической обработке заготовок на станках базированием принято считать придание заготовке требуемого положения относительно элементов станка определяющих траектории движения подачи обрабатывающего инструмента. В связи...
46759. The traditional communicative classification of the sentences 29 KB
  In accord with the purpose of communication three cardinal sentence-types have long been recognised in linguistic tradition: first, the declarative sentence; second, the imperative (inducive) sentence; third, the interrogative sentence. These communicative sentence-types stand in strict opposition to one another, and their inner properties of form and meaning are immediately correlated with the corresponding features of the listener's responses
46760. Топливные элементы 523.28 KB
  Топливные элементы представляют собой очень эффективный, надежный, долговечный и экологически чистый способ получения энергии. Первоначально применявшиеся лишь в космической отрасли, в настоящее время топливные элементы все активней используются в самых разных областях — как стационарные электростанции
46761. Мастикові покрівлі 29 KB
  Мастикові покрівлі влаштовують із бітумних емульсійних паст і мастик полімерних мастик а також гарячих бітумних і бітумногумових мастик. Бітумні емульсійні пасти та мастики готують централізовано і поставляють на будівельний майданчик у спеціальних посудинах. Улаштування мастикових покрівель починають з підготовки поверхні основи: перевіряють нівеліром похил поверхні покриття основи під покрівлю наклеюють над стиками панелей покриття захисні армувальні прокладки з тканої склосітки занурюючи її в бітумноемульсійну пасту; влаштовують...
46762. ХАРАКТЕРИСТИКА КРИЗИСА ТРЕХ ЛЕТ 29 KB
  Ребенок отказывается вообще подчиняться определенным требованиям взрослых. Упрямство состоит в том что ребенок настаивает на своем требовании на своем решении. Ребенок сам хочет чтото делать. Отчасти это напоминает кризис первого года но там ребенок стремился к физической самостоятельности.
46763. Декоративна штукатурка 29 KB
  Декоративною штукатуркою опоряджують фасади, а також оформлюють інтер'єри. У сучасному будівництві найчастіше використовують декоративні штукатурки з кам'яного дрібняку, сграфіто, тера-зитову, і т.д. Кам'яній штукатурці можна надати різної фактури: під шліфований природний камінь, бучарду, борознисту фактуру тощо
46764. Технологии хранилищ данных 110 KB
  Во всем мире организации накапливают или уже накопили в процессе своей деятельности большие объемы данных. Эти коллекции данных хранят в себе большие потенциальные возможности по извлечению новой, аналитической информации...