Классификация процессов листовой штамповки

Гибка и изготовление фланцев Гибка на вальцах Формовка прямошовной и спиралешовной трубной заготовки Раздача Вакуумформование Продольное профилирование листа Продольная вытяжка методом растяжения Продольное и поперечное профилирование роликами

Вытяжка ротационная Вытяжка без утонения Формование с резиновой прокладкой Вдавливание (чеканка) Электромагнитная штамповка Штамповка взрывом Загиб кромок

6.1.1.1. Прокатка

При прокатке исходная заготовка обжимается вращающимися валками прокатного стана с целью уменьшения ее поперечного сечения и придания сечению заданной формы. Существуют три основных способа прокатки, отличающиеся друг от друга направлением вращения валков, а также взаимным расположением их осей и обрабатываемой заготовки.

Продольная прокатка. Исходная заготовка толщиной h₀ (рис. 6.1) задается в валки цилиндрической формы с фиксированным положением осей, лежащих в одной плоскости. Валки вращаются навстречу один другому. Заготовка, захваченная валками (благодаря наличию сил трения между поверхностями заготовки и валков), втягивается в сужающуюся щель между ними.

Рис. 6.1. Схема процесса

продольной прокатки: Рис. 6.2. Валки сортового стана

1 - верхний валок; 2 - нижний валок;

3 - прокатываемая полоса

Валки оказывают давление на металл, и в результате пластической деформации высота заготовки уменьшается до величины h₁. Происходит ее обжатие ∆h = (h₀ – h₁). Уменьшение высоты сопровождается увеличением длины полосы и ее ширины.

Продольной прокаткой получают длинномерные изделия с различной формой поперечного сечения - профилем. Листовой прокат получают в гладких цилиндрических валках. Сортовой прокат производят в валках с кольцевыми проточками на поверхности (рис. 6.2), называемыми ручьями 1. Профиль двух смежных ручьев образует калибр 2. Форма калибра обеспечивает получение заданного профиля. Сортовые профили могут быть простой геометрической формы: квадрат, круг, шестигранник и др., могут быть фасонными: рельсы, швеллеры, тавровые и двутавровые балки и др. Продольной прокаткой можно получать изделия с переменным по длине сечением профиля.

С целью повышения пластичности металла и уменьшения усилия деформации прокатку производят при достаточно высоких температурах металла – 0,8 Т_пл (для стали около 1200-1250°С) - горячей прокаткой. Тонкие листы, трубы тонкостенные и малого диаметра изготавливают холодной прокаткой; при этом повышается точность размеров и улучшается качество поверхности, поскольку исключается окисление металла.

Винтовая прокатка. Одна из схем процесса прошивки трубной заготовки в толстостенную гильзу на стане винтовой прокатки представлена на рис. 6.3. Валки 1 и 2 бочкообразной формы вращаются в одном направлении. При этом их оси вращения расположены под некоторым углом друг к другу. Силы, возникающие на поверхности нагретой заготовки 3 и валков, сообщают ей поступательное и вращательное вокруг собственной оси движение. В итоге каждая точка заготовки перемещается по винтовой траектории. Заготовка надвигается на оправку 4, закрепленную на стержне 5, и «прошивается». Образованию полости в заготовке способствуют растягивающие напряжения, возникающие в центральных ее слоях. Полученную толстостенную гильзу раскатывают затем в бесшовную трубу на станах как продольной, так и винтовой прокатки. Максимальный диаметр бесшовных труб составляет 700 мм. Трубы большего диаметра производят только сварными из полос и листов.

Винтовая прокатка применяется также для производства других тел вращения: шаров для шаровых мельниц и подшипников качения, роликов и др.

Поперечная прокатка. Один из вариантов этого процесса показан на рис. 6.4. Оси прокатных валков и заготовки круглого сечения параллельны. Валки вращаются в одну сторону, а заготовка - в противоположную. Этот вариант прокатки широко используют для накатки зубьев на зубчатых колесах. Для этого нагретая заготовка обжимается между валками с зубьями на поверхности. Вдавливаясь в заготовку, зубья образуют в ней впадины, а вытесняемый металл, затекая во впадины на валках, формирует зубья на заготовке. Метод весьма производителен и экономичен.

Рис. 6.3. Схема процесса Рис. 6.4. Схема процесса

винтовой прокатки поперечной прокатки

Прокатка является эффективным способом изготовления ряда специфических изделий:

- ленты или проволоки из металлических порошков - в качестве своеобразного способа прессования;

- металлических изделий: листов, ленты, проволоки с антикоррозионным защитным металлическим покрытием - метод плакирования;

- ленты из расплавленных алюминиевых сплавов.

В последнем случае расплавленный алюминий (при температуре 720-740°С) из миксера по наклонному закрытому жёлобу поступает в распределительную коробку, установленную перед прокатной клетью, откуда ровным слоем заливается в валки - кристаллизаторы диаметром 500 и длиной 1200 мм. Установка производит ленту толщиной 8-12 и шириной около 1000 мм.