• Image 01
  • Image 02
  • Image 03
  • Image 04
  • Image 05
  • Image 06
Уважаемые покупатели! ВНИМАНИЕ: ООО "Ейский металл" дилеров и представительств не имеет! Все цены на представленную продукцию актуальны.

Способы обработки металлов давлением

ковка заготовки давлением 1
ковка заготовки давлением 2
ковка заготовки давлением 3

Обработкой металлов давлением называют такой вид обработки, при которой заготовке (в нагретом или холодном состоянии) придают заданную форму, размеры и прочностные свойства под действием внешних сил.
Обработка металлов давлением основана на использовании пластичности металлов, т. е. способности их под действием внешних - сил необратимо изменять форму и размеры без разрушения. Пластические изменения формы тела называют пластической деформацией.
Пластичность металлов и сплавов зависит от химического состава, структуры, температуры нагрева, скорости и степени деформации и других факторов. У чистых металлов более высокая пластичность, чем у их сплавов. Пластичность литого металла ниже, чем деформированного, так как структура их различна. При повышении температуры пластичность металлов обычно увеличивается, а прочность снижается, что позволяет легче придать металлу необходимую форму и размеры. Низкая прочность металлов при нагреве снижает затраты механической работы на его деформирование.
С увеличением скорости деформирования до определенной величины пластичность понижается, а при дальнейшем увеличении этой скорости пластичность металла возрастает. Превышение предельной для каждого конкретного случая степени деформирования приводит к появлению трещин, надрывов и других дефектов, связанных с нарушением целостности металла.
В процессе пластического деформирования объем деформируемого металла практически остается неизменным. Деформируемый металл течет (перемещается) главным образом в ту сторону, где он встречает наименьшее сопротивление. Деформирование осуществляется за счет внутренних напряжений, возникающих в металле на так называемых поверхностях скольжения при приложении внешних сил.

В зависимости от формы изготовляемых изделий, свойств обрабатываемого металла и масштабов производства применяют следующие способы обработки металлов давлением: прокатка, волочение, прессование, ковка, объемная и листовая штамповка.
Прокатка заключается в пластическом деформировании металла в горячем или холодном состоянии при пропускании его между вращающимися валками 2. Заготовка 1, имеющая большую толщину Н по сравнению с зазором между валками h, силами трения втягивается в зазор, толщина ее уменьшается, а ширина и длина увеличиваются. Прокатку выполняют на специальных машинах — прокатных станах. Форму поперечного сечения проката называют профилем. Прокаткой изготовляют профили круглой и квадратной формы, рельсы, швеллеры, двутавры, листы и др. Совокупность различных профилей называют сортаментом.
Волочением называют процесс протягивания заготовки 3 с усилием Р через отверстие в матрице 4, размеры поперечного сечения которого меньше размеров исходной заготовки. Волочение осуществляют на волочильных станках обычно без нагрева заготовки, что позволяет получать изделия с хорошим качеством поверхности. Волочением получают разнообразные пустотелые профили, высоко­качественные трубы диаметром от 0,2 до 20 мм, проволоку диаметром до 16 мм и т. д.
Прессование заключается в выдавливании металла, помещенного в замкнутую полость, через отверстие меньшего сечения, чем сечение исходной заготовки. Выдавливание металла нагретой заготовки 5 осуществляется усилием Р пуансона 6. Металл из контейнера 7 выдавливается через отверстие в матрице 8, сечение которого определяет профиль полученного изделия.

Рис. 1. Схемы основных способов обработки металлов давлением:
а — прокатка, 6 — волочение, в — прессование, г — ковка, д — объемная штамповка, е — листовая штамповка; 1, 3, 5, 9, 11 — заготовки, 2 — валки, 4, 8, 13 — матрицы, 6 — пуансон, 7 — контейнер, 10 — бойки, 12, 14 — штампы.

Прессование применяют при изготовлении прутков, труб и изделий сложных профилей. Прессованию подвергают алюминий, медь и их сплавы, цинк, олово, свинец, а также стали. Прессование сталей осуществляют при температурах горячей обработки давлением. Прессование обычно производят на гидравлических горизонтальных прессах, развивающих усилие до 15 000 кН.

Ковкой называют процесс деформирования горячей заготовки ударами молота, нажатием пресса или ударами кузнечных инструментов вручную. При этом заготовке придают необходимую форму и размеры. В процессе ковки течение металла заготовки 9 происходит в направлениях V, не ограниченных поверхностями бойков 10 или универсального кузнечного инструмента.
Ковку используют для получения простых и сложных по форме изделий с повышенными механическими свойствами массой от долей килограмма до 300 т, не имеющих точных размеров и высококачественной поверхности. Большинство изготовляемых поковок подвергают механической обработке на металлорежущих станках.
Ковку подразделяют на ручную и машинную. Ручная ковка применяется в мелкосерийном и индивидуальном производстве, при ремонтных работах, изготовлении мелких поковок массой до 8 кг. Производительность при ручной ковке очень низкая.
Ручную ковку выполняют ударами ручника и кувалд, наносимых кузнецом и молотобойцами вручную, без использования каких-либо механизмов и машин для деформирования металла. При этом нагретую заготовку укладывают на наковальню и под ударами ручника и кувалд металл перемещается, принимая заданные форму и размеры. При ручной ковке требуется высокая квалификация кузнеца. Машинная ковка осуществляется на кузнечнопрессовом оборудовании и является основным способом, применяемым в машиностроении, а при обработке поковок массой до 300 т — единственным способом их изготовления. Ковку мелких (массой до 100 кг) и средних (массой до 2000 кг) поковок выполняют на ковочных молотах с массой падающих частей до 5 т. Крупные (массой более 2000 кг) поковки куют на ковочных гидравлических и парогидравлических прессах, развивающих усилие до 98,1 МН и более.
Машинная ковка осуществляется ударами падающих частей ковочного молота или давлением пресса, под воздействием которых металл пластически деформируется. В этом случае роль наковальни выполняет нижний неподвижный боек молота, а верхний подвижный при падении ударяет (на молоте) или нажимает (на прессе), выполняя роль кувалды и ручника. Под воздействием ударов или нажатия верхнего бойка металл заготовки деформируется и в процессе ковки принимает заданные размеры и форму.

Штамповкой называют процесс деформирования металла в штампах. Различают объемную и листовую штамповку.
При объемной штамповке предварительно нагретую заготовку 11 деформируют в замкнутой полости специализированного инструмента — штампов 12, имеющих специальные полости-ручьи, по форме соответствующие форме будущей поковки. В процессе деформирования заготовки металл заполняет полости штампов и принимает их форму. Горячую объемную штамповку осуществляют на штампах, устанавливаемых на молотах, прессах или горизонтально-ковочных машинах.
При объемной штамповке получают поковки, точность размеров и качество поверхности которых значительно выше, чем при ковке, а производительность горячей штамповки в несколько раз выше, чем при ручной и машинной ковке. Изготовлять поковки объемной штамповкой может кузнец-штамповщик более низкой квалификации по сравнению с квалификацией кузнеца ручной и машинной ковки. Объемная штамповка является одним из наиболее прогрессивных способов обработки металлов давлением. Однако объемную штамповку целесообразно применять в серийном, крупносерийном и массовом производствах и нецелесообразно — в мелкосерийном и индивидуальном, так как затраты на изготовление штампов окупаются только в случае производства большого количества поковок.
При листовой штамповке изделия и детали изготовляют с помощью штампов из листового материала, ленты или полосы. В процессе листовой штамповки заготовке 13 обычно в холодном состоянии изменяют форму или разрезают ее с помощью штампов 14. Листовая штамповка обеспечивает высокую производительность труда, позволяет автоматизировать штамповочные работы, обеспечивает получение деталей с высокой точностью и хорошим качеством поверхности, которые поступают на сборку, как правило, без дополнительной механической обработки.