- Фізичні основи обробки металів тиском
- Існує гаряча і холодна обробка металів тиском.
- способи прокатки
- кування
- пресування
- волочіння
- об'ємне штампування
- Листове штампування
Обробка матеріалів тиском заснована на їх пластичності. В результаті процесу можна отримати кінцеву деталь або заготовку, близьку за формою до готового продукту. Різні види обробки металів тиском застосовуються в машинобудуванні, авіаційній промисловості, автомобілебудуванні та ін.
Фізичні основи обробки металів тиском
Обробка матеріалів тиском заснована на механічному властивості атомів займати нове стійке положення при впливі на них навантаження, що перевищує межу пружності матеріалу. Це називається пластичної деформації. Крім механічних, змінюються і фізико-хімічні властивості металу.
штамповані деталі
Існує гаряча і холодна обробка металів тиском.
- Гарячої називається обробка при температурі заготовки вище температури рекристалізації;
- Холодна обробка матеріалів тиском відбувається при температурі заготовки нижче температури рекристалізації.
Існують різні види обробки матеріалів тиском:
- прокатка;
- кування ;
- пресування;
- волочіння;
- об'ємне штампування;
- листове штампування;
- комбіновані методи.
Обробка металів тиском: прокатка
Прокаткою називається вид пластичної обробки, в процесі якого вихідна заготовка обжимається обертаються валками стану прокатного. Метою операції є зменшення поперечного перерізу заготовки і надання їй заданого профілю.
способи прокатки
Існує три способи прокатки металу:
- поздовжня: найпоширеніший спосіб прокатки. Суть його полягає в наступному: заготівля пропускається між валками, що обертаються в різні боки, при цьому вона обжимается до товщини, рівної зазору між валками;
- поперечна: застосовується для обробки тіл обертання (куль, циліндрів, втулок і ін.). Заготівля при цьому не має поступального руху;
- поперечно-гвинтова: щось середнє між двома попередніми способами. Застосовується для виготовлення порожнистих заготовок.
кування
Кування відноситься до високотемпературних операціями. Заготівля попередньо нагрівається до кувальної температури, що залежить від конкретної марки металу.
Способи кування:
- кування на молотах (пневматичних, гідравлічних і парових);
- штампування;
- ручна ковка.
Машинна (на молотах) і ручне кування є вільною, так як метал при впливі на нього інструменту нічим не обмежений.
Штампування вільної не є, так як заготівля знаходиться в матриці штампа (т. Е. Обмежена з усіх боків). В результаті штампування метал приймає форму порожнини матриці.
Кування застосовується в одиничному і дрібносерійного виробництва. Для отримання поковки розігріту заготовку поміщають між ударними частинами (бойками) молота. Як підкладних інструментів використовуються:
- сокиру;
- обжимка;
- розкочування.
пресування
Це спосіб обробки металу, в процесі якого він видавлюється пресом з порожнини матриці через її отвір. Застосовується для обробки крихких металів.
Пресуванням отримують порожнисті і суцільні профілі з титанових сплавів, алюмінію , Міді і магнію - деталі для автомобілів, літаків, лопатки, підвіски, труби.
Пресування може бути гарячим і холодним. Обробка пластичних матеріалів проводиться в холодному стані (олово, мідь, чистий алюміній). Тугоплавкі метали і сплави (містять нікель, титан і ін.) Пресуються тільки після попереднього нагрівання заготовки та інструменту.
За допомогою цієї операції можна отримати деталі різної конфігурації, з ребрами (внутрішніми і зовнішніми), постійним або періодичним профілем по довжині.
Пресування виконується на пресах зі змінною частиною (матрицею). Матриці виготовляються з жароміцних штампова сталей.
волочіння
Волочінням називається метод обробки металів, в процесі якого заготовка круглого (або фасонного) профілю примусово простягається через фільєру (волоку). Прикладом може служити виготовлення дроту, коли заготовка великого діаметра (катанка) простягається через ряд фильер, на виході з яких виходить дріт набагато меншого діаметру.
Операція класифікується:
- за типом волочіння:
- сухе (через мильний порошок);
- мокре (через емульсію мильну).
- по чистоті обробки поверхні:
- чорнове;
- чистове.
- по кратності переходів:
- одноразове;
- багаторазове (з декількома переходами з поступовим зменшенням поперечного перерізу заготовки).
- по температурі:
- холодну волочіння;
- гаряче волочіння.
об'ємне штампування
Метод обробки металу, при якому надання заготівлі заданої форми здійснюється за допомогою штампа. При цьому протягом металу обмежується порожнинами його частин.
Існує два різновиди штампів: відкриті і закриті.
У відкритих штампах між рухомими частинами передбачений зазор, в який видавлюється надлишок металу - облой. Його доводиться видаляти на наступній операції механічної обробки. Штампування у відкритих штампах хороша тим, що не потрібно пред'являти особливих вимог до маси заготовки.
Закриті штампи такого зазору не мають. Весь метал знаходиться в замкнутому просторі, облоя не утворюється. Але в цьому випадку заготівля ретельно розраховується за обсягом.
Листове штампування
Листове штампування полягає в виготовленні деталі з листа, стрічки, отриманих прокаткою.
Існують два основних види операцій:
- розділові: вирубка, відрізка і пробивання;
- формотворчих: витяжка, гнучка отбортовка, роздача, карбування та ін.
Листове штампування проводиться на кривошипних і гідравлічних пресах. Як інструмент використовуються штампи, основними деталями яких є матриці і пуансони.
В основному штампована деталь не вимагає подальшої механічної обробки. Тому матриці і пуансона повинні бути ретельно розраховані і виготовлені з дотриманням всіх технічних вимог.
Незважаючи на те, що листове штампування є в якійсь мірі стандартної операцією, конструктора часто стикаються з нетиповими проблемами: обробка металів тиском підручник, як правило, надає безліч прикладів конструкторських розробок окремих випадків.
Листове штампування широко застосовується практично у всіх галузях промисловості. Деталі, отримані цим методом, відрізняються високою точністю. Від найдрібніших деталей мікроелектроніки до кузовів автомобілів - все це проводиться методом листового штампування. спеціальність обробка металів тиском поряд з обробкою металу різанням є однією з найбільш затребуваних.