Главная страница
Навигация по странице:

  • Литейная форма

  • Усадка

  • Объемная усадка

  • Ликвация

  • Изготовление отливок в оболочных формах

  • Изготовление отливок литьем по выплавляемым моделям

  • Изготовление отливок в кокилях

  • Изготовление отливок литьем под давление

  • Изготовление отливок под регулируемым давлением

  • Изготовление отливки центробежным литьем

  • Изготовление отливок непрерывным литьем

  • Изготовление отливок электрошлаковым литьем

  • Обработка металла давлением Обработка давлением

  • Производство прокатных профилей

  • ТКМ 2. Литейное производство Литейное производство


    Скачать 174.5 Kb.
    НазваниеЛитейное производство Литейное производство
    АнкорТКМ 2.doc
    Дата30.04.2017
    Размер174.5 Kb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаТКМ 2.doc
    ТипДокументы
    #738
    КатегорияПромышленность. Энергетика

    Литейное производство
    Литейное производство отрасль машиностроения, технологическими процессами которой получают литые заготовки (отливки), для деталей машин. Характерной особенностью литейного производства является универсальность – возможность получения различных по массе, конфигурации, механическим и эксплутационным свойствам заготовок из чугуна, стали и сплавов цветных металлов. Сущность литейного производства заключается в приготовлении расплавленного металла необходимого качества и заливке его в специальные литейные формы. При охлаждении залитый металл затвердевает и в твердом состоянии сохраняет конфигурацию той полости, в которую он был залит. В процессе кристаллизации формируется микро- и макро- структура сплава, его плотность, наличие металлических включений, развитие в отливке внутренних напряжений.

    Для изготовления отливок применяют множество способов литья: в песчаных формах, в оболочковой форме, по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением, центробежное литье и пр.. По условиям эксплутационного назначения различают отливки общего, ответственного и особоответственного назначения.

    Литейная форма – это система элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом формируется отливка. Литейная опока – приспособление для удержания формовочной смеси при изготовлении формы. По виду материалов, используемых для изготовления литейных форм, их разделяют на две группы: формы из неметаллических материалов и металлические формы.

    К первой группе относятся песчаные формы (сырые, сухие, подсушенные, химически твердеющие и т.д.). Эти формы, как правило, используют для изготовления отливок один раз и разрушают при извлечении отливок. Вторая группа литейных форм представляет собой формы многократного использования. К этой группе относят кокили – металлические формы, пресс-формы для литья под давление, кристаллизаторы для непрерывного литья, изложницы для центробежного литья и т.д..

    Литейная форма должна обладать достаточной прочностью, при которой конфигурация и размеры формы не изменяются в процессе заливки металла, во время кристаллизации отливки и ее последующие охлаждения; достаточной податливостью, т.е. форма не должна оказывать сопротивление усадке отливки; достаточной огнеупорностью, т.е. должна обладать достаточной прочностью при высокой температуре и химической устойчивостью к заливаемому металлу; высокой газопроницаемостью, т.е. форма должна беспрепятственно пропускать через себя газы и пары влаги, образуемые при заливке расплавленного металла.

    Литейные свойства сплавов. Жидкотекучесть - способность металла и сплавов течь в расплавленном состоянии по каналам литейной формы, заполнять ее полости и четко воспроизводить контуры отливки. Усадка – свойство литейных сплавов уменьшать объем при затвердевании и охлаждении. Литейная усадка – уменьшение литейных размеров отливки при ее охлаждении от температуры, при которой образуется прочная корка, способная противостоять давлению расплавленного металла, до температуры окружающей среды. Объемная усадка – уменьшение объема сплава при его охлаждении в литейной форме при формировании отливки. Усадочные раковины – сравнительно крупные полости, расположенные в местах отливки, затвердевающих последними. Усадочная пористость – скопление пустот, образовавшихся в отливе в обширной зоне в результате усадки в тех местах отливки, которые затвердевали последними без доступа к ним расплавленного металла. Ликвация – неоднородность химического состава.
    Изготовление отливок в песчаных формах
    Технологический процесс состоит: приготовление формовочных и стержневых смесей; изготовление полуформ; сборка форм; приготовление расплавленного металла и заливка форм; выбивка и очистка отливок. В модельный комплект входят: модели, модельные плиты, стержневые ящики и другие приспособления. Литейная модель – приспособление, с помощью которого в литейной форме получают полость с формами и размерами, близкими к конфигурации получаемой отливки. Модели бывают неразъемные, с отъемными частями и др. Литейная модель состоит (рис. 1): подмодельная плита 1, верхняя опока 2, нижняя опока 3, литниковая чаша 4, выпор 5.



    Литниковая система включат (рис. 2): литниковая чаша 1, стояк 2, шлакоуловитель 3, питатели 4.



    Литниковая чаша предназначена для приема струи расплава, вытекающей из разливочного ковша, и задержания шлака, попадающего вместе с расплавом в чашу. Стояк – вертикальный канал, передающий расплав из литниковой чаши к другим элементам литниковой системы. Шлакоуловитель, расположенный горизонтально и, как правило, в верхней полуформе, служит для задержания шлака и передачи расплава из стояка в питатели. Питетели – каналы, предназначенные для подачи расплава непосредственно в полость литейной формы. Питатели должны обеспечить плавное поступление расплава в полость формы. Выпор служит для отвода газа из полости формы, сигнализирует об окончании заливки, уменьшает динамическое давление расплава на форму, способствует питанию отливки расплавом при затвердевании. Коллектор – распределительный канал для направления расплава к различным частям отливки. Сечение элементов литниковой системы выбирают на основе приближенного расчета, соотношение между ними.

    Формовочная смесь – это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных форм. Формовочные смеси состоят из кварцевого песка, смол, формовочных глин и связующих добавок (древесная мука, графит). Формовочные смеси должны иметь высокую огнеупорность, достаточную прочность и газопроницаемость, пластичность, податливость и т.д. По составу смеси могут быть облицовочными и обычными. Облицовочная смесь – это формовочная смесь, используемая для изготовления рабочего слоя формы (состоят из песка и глины). Наполнительная смесь – это формовочная смесь для наполнения формы после нанесения на модель облицовочной смеси. Стержневая смесь – это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных стержней.
    Изготовление отливок в оболочных формах
    Сущность литья в оболочной форме заключается в изготовлении отливок путем заливки расплавленного металла в разовую тонкостенную разъемную литейную форму, изготовленной из песчано-смоляной смеси с термореактивными связующими по металлической нагреваемой модельной оснастке, с последующим затвердеванием залитого расплава, охлаждением отливки и формы и выбивкой ее из формы. Отличительная особенность способа – малая интенсивность теплообмена между отливкой и формой; использование песчано-смоляной смеси с высокой подвижностью для получения четкого отпечатка модели; использование термореактивных смол в качестве связующих для получения тонкостенных форм с высокой прочностью и повышенной размерной точностью полости формы; использование мелкозернистого огнеупорного металла (кварцевого песка) для получения поверхностного слоя отливок с малой шероховатостью.

    Оболочковые формы (разъемные, тон­костенные) изготовляют следующим образом; металлическую модельную плиту 1, нагретую до температуры 200 ... 250 °С, закрепляют на опрокидывающем бункере 2 (рис. 3) с формовочной смесью 3 и поворачивают его на 180° .



    Формовочная смесь, состоящая из мелко­зернистого кварцевого песка (93 ... 96 %) и термоактивной смолы ПК-104 (4 ... 7 %), насыпается на модельную плиту и выдер­живается 10 ... 30 с. От теплоты модельной плиты термоактивная смола в пограничном слое переходит в жидкое состояние, склеивает песчинки с образованием песчано-смоляной оболочки 4толщиной 5 ... 20 мм в зависимости от времени вы­держки. Бункер возвращается в исходное положение, излишки формовочной смеси ссыпаются на дно бункера, а модельная плита с полутвердой оболочкой 4 снимается с бункера и нагревается в пе­чи при температуре 300 ... 350 °С в течение 1 ... 1.5 мин, при этом термоактивкая смола переходит в твердое необратимое состояние. Твердая оболочка снимается с модели специальными толкателями 5. Аналогично изготовляют и вторую полуформу.

    Готовые оболочковые полуформы склеивают быстротвердеющим клеем на специальных прессах, предварительно установив в них литейные стержни, или скрепляют скобами. Кроме оболочковых форм, этим способом изготовляют обо­лочковые стержни, используя нагревае­мые стержневые яшики. Оболочковые формы и стержни изготовляют на одно- и многопозиционных автоматических ма­шинах и автоматических линиях. Выбивку отливок осуществляют на специальных выбивных или вибрационных установках. При очистке отливок удаляют заусенцы, зачищают на шлифовальных кругах места подвода питателей и затем их подвергают дробеструйной обработке.
    Изготовление отливок литьем по выплавляемым моделям
    Сущность литья по выплавляемым мо­делям сводится к изготовлению отливок заливкой расплавленного металла в разо­вую тонкостенную неразъемную литей­ную форму, изготовленную из жидкоподвижной огнеупорной суспензии по моде­лям разового использования с последую­щим затвердеванием залитого металла, охлаждением отливки в форме и извлече­нием ее из формы.

    Отличительными особенностями литья по выплавляемым моделям являются низ­кие теплопроводность и плотность мате­риалов формы, и высокая начальная тем­пература формы значительно снижает скорость отвода теплоты от залитого ме­талла, что способствует улучшению заполняемости полости формы; малая ин­тенсивность охлаждения расплава приводит к снижению скорости затвердевания отливок, укрупнению кристаллического строения, появлению в массивных узлах и в толстых стенках (толщиной б ... 8 мм) усадочных раковин и пористости; повы­шенная температура формы способствует развитию на поверхности контакта отлив­ка - форма физико-химических процессов, приводящих к изменению структуры по­верхностного слоя отливки, появлению различных дефектов на ее поверхности.

    Технологический процесс изготовле­ния отливок литьем по выплавляемым моделям состоит из следующих основных операций: изготовления моделей и сборки модельных блоков; покрытия моделей огнеупорной оболочкой; выплавления мо­дельного состава; подготовки литейных форм к заливке; заливки расплавленного металла в литейную форму, затвердевания и охлаждении отливок; выбивки отливок и их отделения от литниковой системы; очистки отливок и т.д.

    Этим способом отливки получают пу­тем заливки расплавленного металла в формы, изготовленные по выплавляемым моделям многократным погружением в керамическую суспензию с последующи­ми обсыпкой и отверждением. Разовые выплавляемые модели изго­товляют в пресс-формах из модельных составов, состоящих из двух или более легкоплавких компонентов: парафина, стеарина, жирных кислот, церезина и др.

    Модельный состав в пастообразном со­стоянии запрессовывают в пресс-формы. После затвердевания модель­ного состава пресс-форма раскрывается и модель выталкивается в ванну с холодной водой. Затем модели собирают в модельные блоки с общей литниковой системой. В один блок объединяют 2 … 100 моделей.

    Изготовление отливок в кокилях
    Сущность кокильного литья заключается в изготовлении отливок заливкой расплавленного металла в многократно используемые литейные формы-кокили с последующим затвердеванием залитого металла, охлаждении отливки и извлечение ее из полости формы. Отличительная особенность литья в кокиль состоит в том, что формирование отливки происходит в условиях интенсивного теплового взаимодействия с литейной формой, т.е. залитый металл и затвердевающая отливка охлаждаются в кокиле с большей скоростью, чем в песчаной форме; кокиль практически не податлив и более интенсивно препятствует усадке отливки, что затрудняет извлечение ее из кокиля, а так же может приводить к короблению и трещинах в отливках; кокиль газонепроницаем, а газовая способность его минимальна и определяется в основном составами теплозащитных покрытий, наносимых на рабочую поверхность кокиля; физико-химическое взаимодействие отливки и кокиля минимально, что способствует повышению качества поверхностного слоя отливки

    Технологический процесс изготовления отливки в кокиль (рис. 4).



    Ра­бочую поверхность кокиля с вертикальной плоскостью разъема, состоящую из поддо­на 1. двух симметричных полуформ 2 и 3 и металлического стержня 4, предварительно нагревают до температуры 100 ... 150 °С, покрывают из пульверизатора слоем защитного покрытия. С помощью манипулятора устанавли­вают песчаный стержень 5 которым выполняют в отливке расширяющуюся полость. Половины кокиля 2и 3соединяют, скрепляют и проводят заливку расплава. После затвердевания отливки и ох­лаждения ее до температуры выбивки ко­киль раскрывают и протяги­вают вниз металлический стержень. От­ливка манипулятором удаляется из ко­киля.

    Отливки простой конфигурации изго­товляют в неразъемных кокилях. Несложные отливки с небольши­ми выступами и впадинами на наружных поверхностях изготовляют в кокилях с вер­тикальным разъемом. При изготовлении крупных, но простых по конфигурации отливок используются кокили с горизонтальными разъемами. Кокили с комбинированным разъ­емом применяют при изготовлении слож­ных отливок.

    Для удаления воздуха и газов из полос­ти формы по плоскости разъема кокиля выполняют вентиляционные каналы. От­ливки из рабочей полости удаляют вытал­кивателями. Заданный тепловой режим литья обеспечивает система подогрева и охлаждения кокиля.

    Изготовление отливок литьем под давление
    Сущность литья под давлением заклю­чается в изготовлении отливок в металли­ческих формах (пресс-формах) заполнени­ем расплавом под действием внешних сил, превосходящих силы гравитации. Затвер­девание отливки протекает под избыточ­ным давлением. После охлаждения отлив­ку извлекают из пресс-формы. Значительное давление на расплав (100 МПа и более) обеспечивает высокую скорость движения потока рас­плава в пресс-форме (0,5 ... 120 м/с). Форма заполняется за десятые и сотые доли секунды, что позволяет получать отливки с толщиной стенки менее 1 мм.

    Высокая скорость впуска расплава в полость пресс-формы не позволяет возду­ху и продуктам разложения смазочного материала полностью удалиться из полос­ти пресс-формы. Они попадают в расплав, что приводит к образованию газовоздуш­ной пористости и снижению плотности и герметичности отливок и пластических свойств сплава. Высокая кинетическая энергия дви­жущего расплава и статическое давление на него в момент окончания заполнения полости пресс-формы способствуют полу­чению поверхностного слоя отливки с весьма малой шероховатостью. Высокая интенсивность теплового взаимодействия между расплавом, отлив­кой и пресс-формой способствует изменению структуры в поверхностных слоях отливки, повышению ее прочности и т.д. Давление, прикладываемое к расплаву при заполнении полости пресс-формы, позволяет регулировать продолжительность заполнения и изменять количество теплоты, отводимой от расплава за время ее заполнения.

    Для изготовления отливок литьем под давлением применяются специальные ма­шины литья под давлением с холодной (горизонтальной или вертикальной) и го­рячей камерами прессования.

    На машинах с горизонтальной холодной камерой прессования (рис. 5) порцию расплавленного металла заливают в камеру прессования 4, которую плун­жером 5под давлением 40 ... 100 МПа по­дают в полость пресс-формы, состоящей из неподвижной 3и подвижной 1 полуформ.



    Внутреннюю полость в от­ливке получают стержнем 2. После за­твердевания отливки пресс-форма раскры­вается, стержень 2 извлекает­ся и отливка выталкивателями 6 удаля­ется из рабочей полости пресс-формы Перед заливкой пресс-форму нагревают до температуры 120 ... 320 "С. После удале­ния отливки рабочую поверхность пресс-формы обдувают воздухом и смазывают специальными материалами для предупреждения приваривания отливки к пресс-форме. Воздух и газы удаляют через кана­лы глубиной 0,05 ... 0,15 мм и шириной 15 мм, расположенные в плоскости разъе­ма пресс-формы, или вакуумированием рабочей полости перед заливкой расплавленного металла.
    Изготовление отливок под регулируемым давлением
    При литье под низким давлением (рис. 6)в обогреваемую камеру 1 по­мешают тигель 2с расплавленным метал­лом, а на верхнюю часть камеры устанав­ливают литейную форму 5.



    Полость фор­мы сообщается с тиглем с помощью металлопровода 3. Под действием сжатого воздуха или газа, поступающего в камеру из пневмосмесителя 4под давлением 0,01 ... 0,08 МПа, расплав при температу­ре на 100 ... 150 "С выше температуры ликвидуса из тигля поднимается по металлопроводу со скоростью 1,5 ... 1,6 м/с и заполняет полость формы. После запол­нения формы и необходимой выдержки для затвердевания отливки давление в ка­мере сбрасывается, форма раскрывается и отливка извлекается.

    Отливки под низким давлением полу­чают в кокилях, песчаных и оболочковых формах и формах для литья по выплав­ляемым моделям. Этот способ литья зна­чительно сокращает расход металла на литники, улучшает заполняемость форм, повышает плотность и герметичность от­ливки. Литьем под низким давлением из­готовляют тонкостенные отливки корпус­ного типа из алюминиевых, магниевых, медных сплавов и реже из стали массой от нескольких десятков граммов до 50 кг.

    При литье вакуумным всасыванием водоохлаждаемая литейная форма заполняется расплавленным ме­таллом из раздаточной печи за счет раз­режения, создаваемого в ней вакуумным насосом. Литейная форма при заполнении ее металлом опирается на керамический поплавок. Во время непродолжительной выдержки формируется отливка. Затем полость формы соединяется с атмосферой, и незатвердевший металл сливается в раз­даточную печь.
    Изготовление отливки центробежным литьем
    При центробежном литье сплав зали­вают во вращающиеся формы; формиро­вание отливки осуществляется под дейст­вием центробежных сил, что обеспечивает высокую плотность и механические свой­ства отливок. Центробежным литьем отливки изго­товляют в металлических, песчаных, обо­лочковых формах и формах для литья по выплавляемым моделям на центробежных машинах с горизонтальной или верти­кальной осью вращения.

    Металлические формы изложницы из­готовляют из чугуна и стали. Толщина изложницы обычно в 1,5 ... 2 раза больше толщины отливки. В процессе литья из­ложницы снаружи охлаждают водой или воздухом. На рабочую поверхность из­ложницы наносят теплозащитные покры­тия для увеличения срока их службы. Пе­ред работой изложницы подогревают до температуры 200 °С.

    При получении чугунных водопровод­ных труб на машинах с горизонтальной осью вращения изложницу устанавливают на опорные ролики и закрывают кожухом. Изложница приводиться во вращение электродвигателем. Расплавленный чугун из ковша заливают через желоб, который в процессе заливки чугуна перемещается, что обеспечивает получе­ние равностенной отливки. Для образования раструба трубы используют либо пес­чаный, либо оболочковый стержень. По­сле затвердевания залитого чугуна трубу извлекают из изложницы. На этих машинах изготовляют втулки, кольца и т.п.

    При получении отливок на машинах с вращением формы вокруг вертикальной оси расплавленный металл изразливочного ковша заливают в литей­ную форму, укрепленную на шпинделе,который вращается от электродвигате­ля. Расплавленный металл центробежны­ми силами прижимается к боковой стенке изложницы. Литейная форма вращается до полного затвердевания. После останови формы отливка извлекается. На этих машинах изготовляют кольца большого диаметра высотой не более 500 мм.

    Изготовление отливок непрерывным литьем
    Сущность непрерывного литья заклю­чается в изготовлении протяженных отливок свободной непрерывной заливкой расплавленного металла в водоохлаждаемый графитовый или металлический кри­сталлизатор и вытягиванием из него сформированной части отливки. Процесс непрерывного литья осуществляется либо на горизонтальных, либо на вертикальных литейных установках Вертикальное не­прерывное литье используется для изго­товления полых отливок (например, труб). Горизонтальное непрерывное литье ис­пользуется для изготовления сплошных круглых, прямоугольных и фасонных за­готовок простой и сложной конфигураций.

    При непрерывном литье (рис. 7) расплавленный металл из металлоприемника 1 через графитовую насадку 2поступает в водоохлаждаемый кристаллизатор 3и за­твердевает в виде отливки 4, которая вытя­гивается специальным устройством 5. Длинные отливки разрезают на заготовки требуемой длины.



    Этим способом получают различные отливкис парал­лельными образующими из чугуна, медных, алюминиевых и других сплавов. Отливки, полученные этим способом, не имеют неме­таллических включений, усадочных раковин и пористости благодаря созданию направ­ленного затвердевания сплава. Кроме этого, обеспечивается однород­ность физико-механических свойств от­ливки по длине; отсутствует литниковая система; не требуются выбивка отливок из форм, обрубка и очистка отливок.
    Изготовление отливок электрошлаковым литьем
    Сущность электрошлакового литья со­стоит в переплаве расходуемого электрода в водоохлаждаемой металлической форме (кристаллизаторе). При этом операция расплавления металла, его заливка и вы­держка отливки в форме совмещены по месту и времени. В качестве расходуемого электрода используется прокат.

    При изготовлении отливок в металли­ческую форму (кристаллизатор) 6 залива­ют предварительно расплавленный шлак 4, состоящий из фторида кальция или сме­си на его основе и обладающий высоким электросопротивлением (рис. 8).



    При пропускании электрического тока через расходуемый электрод 7, погруженный в шлаковую ванну, и затравку 1 выделяется значительное количество теплоты, за счет которой шлаковая ванна нагревается до температуры 1700 "С, что вызывает оп­лавление электрода. Капли расплавленно­го металла проходят через расплавленный шлак и образуют под ним металлическую ванну 3. Ванна расплавленного металла в водоохлаждаемой форме затвердевает по­следовательно, образуя плотную без уса­дочных дефектов (раковин и пористости) отливку 2. Внутренняя полость отливки образуется металлической вставкой 5.

    Рафинирующее действие расплавлен­ного шлака способствует удалению ки­слорода, снижает содержание серы и не­металлических включений, что обуслов­ливает получение отливок с высокими механическими и эксплуатационными свойствами.

    Электрошлаковым литьем изготовляют отливки ответственного назначения мас­сой до 300 т: корпуса клапанов и задвижек атомных и тепловых электростанций, ко­ленчатые валы судовых дизелей, корпуса сосудов сверхвысокого давления, ротора турбогенераторов и др.

    Обработка металла давлением
    Обработка давлением – технологические процессы формирования за счет пластической деформации в результате воздействия на деформируемое тело внешних сил, без изменения объема тела. Холодная деформация – характеризуется изменением формы зерен, которые вытягиваются в направлении наиболее интенсивного течения металла, данное явление называется наклепом. Возрастают характеристики прочности, а характеристики пластичности снижаются. Горячая деформация – происходит процесс рекристаллизации во всей заготовке и микроструктура после обработки давлением оказывается равноосной, без следов упрочнения.

    Пластическое деформирование в обра­ботке металлов давлением осуществляется при различных схемах напряженного и деформированного состояний, при этом исходной заготовкой могут быть объемное тело, пруток, лист. По назначению про­цессы обработки металлов давлением группируют следующим образом:

    • для получения изделий постоянного поперечного сечения по длине (прутков, проволоки, лент, листов), применяемых в строительных конструкциях или в качест­ве заготовок для последующего изготов­ления из них деталей обработкой резанием с использованием предварительного пла­стического формоизменения или без него; основными разновидностями таких про­цессов являются прокатка, прессование и волочение;

    • для получения деталей или заготовок (полуфабрикатов), имеющих приближенно формы и размеры готовых деталей и требующих обработки резанием лишь для придания им окончательных размеров и получение поверхности заданного качества; основными разновидностями таких процессов являются ковка и штамповка.


    Основными схемами деформирования объемной заготовки можно считать сжа­тие между плоскостями инструмента, ро­тационное обжатие вращающимися вал­ками, затекание металла в полость инст­румента, выдавливание металла из полос­ти инструмента и волочение, при котором в качестве заготовки может быть исполь­зован только пруток.

    Процессы деформирования листовой заготовки - операции листовой штампов­ки - объединяются в две группы: раздели­тельные операции (отрезка, вырубка, про­бивка, надрезка) и формоизменяющие (гибка, вытяжка, формовка и др.).

    Сжатие между плоскостями инстру­мента - осадка - характеризуется свобод­ным пластическим течением металла между поверхностями инструмента (рис. 1).



    Схема напряженного состояния - всесто­роннее неравномерное сжатие из-за нали­чия сил трения на контакте между инст­рументом и заготовкой. С уменьшением коэффициента трения и увеличением от­носительной высоты заготовки схема на­пряженного состояния приближается к линейному сжатию. Однако относитель­ная высота (отношение высоты заготовки к ее меньшему поперечному размеру) не может быть больше предельного значения, равного 2,5 ... 3, из-за опасности потерн устойчивости и изгиба.

    Схема свободного течения металла при сжатии между плоскостями инструмента лежит в основе операций ковки: осадки, протяжки, раскатки и др., а также имеет место во многих способах объемной штамповки.

    Ротационное обжатие вращающими­ся валками (рис. 2)



    обусловливается силами трения между вращающимся ин­струментом и заготовкой, благодаря кото­рым последняя перемещается в зазоре ме­жду валками, одновременно деформиру­ясь. Эта схема лежит и основе прокатки; кроме того, она может быть использована в ряде способов получения поковок: попе­речно-клиновой прокатке, вальцовке, рас­катке. Вытяжка обычно составляет 1,1 … 1,6 за проход, но может быть и больше.

    Затекание металла в полость инструмента (рис. 3) – схема деформирования, являющая сутью объемной штамповки.



    Металл заготовки заполняет полость специального инструмента – штампа, называемую его ручьем, приобретая его форму и размеры. Течение металла ограничивается поверхностными плоскостями (а также выступов), изготовленных в отдельных частях штампа.

    Выдавливание металла (рис. 4) – через отверстие заданного сечения в матрице 1 происходит вследствие его сжатия в замкнутой полости, образуемой контейнером 3, матрицей 1 и пуансоном 4, поэтому схема неравномерного всестороннего сжатия реализуется здесь полнее, чем в других процессах.



    Схема выдавливания характерна для таких видов обработки металла давлением, как прессование, горячая и холодная штамповка.

    Волочение (рис. 5) - заключается в протягивании заготовки 2 через сужающие отверстие в инструменте, называемой волоокой 1.



    Вследствие того что к заготовке при волочении приложена тянущая сила, в отверстии волоке и после выхода из нее металл испытывает растягивающие напряжение. Поэтому величина деформации за один проход ограничена, отношение площади поперечного сечения заготовки и деформированной части обычно не превышает 1,5.

    Производство прокатных профилей
    Прокатке подвергается 90% всей выплавляемой стали и большую часть цветных металлов. При прокатке металл пластически деформируется вращающими валками. Взаимное расположение волков и заготовки, форма и число валков могут быть различны. Прокат бывает продольный (рис. 2), поперечный (рис. 6) и поперечно-винтовой (рис.7).



    Инструментом при прокатки являются валки, которые в зависимости от прокатываемого профиля могут быть гладкими (рис. 8), применяемые для прокатки листов, лент и т.п.; ступенчатыми, для прокатки полосовой стали и т.п.; ручьевыми (рис. 9), для получения сортового проката. Ручьем называют вырез на боковой поверхности валка, а совокупность двух ручьев образует полость, называемую калибром (рис. 10). Валки состоят из рабочей части – бочки 1, шеек 2 и трефы 3. Шейки валков вращаются в подшипниках , которые у одного из валов 5 (рис. 11) могут перемещаться специальным нажимным механизмом 4 для изменения расстояния между валками и регулирование взаимного расположения их осей. Комплект прокатных валов со станиной называется рабочей клетью, которая вместе со шпинделем для привода валков 6, шестеренной клетью 7 для передачи вращения с одного на два вала, редуктором 8, муфтами и электродвигателем 9 образует рабочую линию стана.

    Рабочие клети по числу и расположению валков могут быть двухвалковые , четырехвалковые и т.п. (рис 12). Прокатные станы могут быть одноклетьевыми и многоклетьевыми.






    написать администратору сайта