- •Введение
- •Пластическая деформация металла при прокатке
- •Механизм пластической деформации.
- •Элементы теории напряжений.
- •Линейное сжатие.
- •Сжатие по двум перпендикулярным направлениям (одноименная схема).
- •Сжатие - растяжение по двум перпендикулярным направлениям (разноименная схема).
- •Схемы напряженного и деформированного состояний
- •Энергетическое условие пластичности.
- •Величины, характеризующие пластическую деформацию.
- •Наклеп и рекристаллизация.
- •Основы теории прокатки
- •Скорость деформации.
- •Внешнее трение.
- •Захват металла валками.
- •Кинематика процесса прокатки.
- •Поперечная деформация
- •Характеристика прокатного производства.
- •Прокатные изделия.
- •Технологическая схема производства.
- •Исходный материал и его подготовка
- •Температурные условия горячей прокатки.
- •Охлаждение металла.
- •Калибровка прокатных валков.
- •Определение энергосиловых параметров при прокатке.
- •Оборудование для прокатки
- •Прессование металла.
- •Оборудование и инструмент для прессования.
- •Горизонтальные гидропрессы.
- •Определение усилия прессования.
- •Волочение металлов.
- •Волочильный инструмент.
- •Машины для волочения. Роликовые и сборные волоки.
- •Технология волочения.
- •Машины и оборудование для волочения.
- •Прямолинейный волочильный стан
- •Барабанные волочильные станы.
- •Расчет усилий и потребной мощности при волочении.
- •Операции ковки
- •Предварительные операции
- •Основные операции
- •Оборудование для ковки
- •Конструирование кованых заготовок
- •Горячая объемная штамповка
- •Формообразование при горячей объемной штамповке
- •Чертеж поковки
- •Технологический процесс горячей объемной штамповки
- •Оборудование для горячей объемной штамповки
- •Горячая объемная штамповка на молотах
- •Геометрическая точность поковок, полученных на молотах
- •Горячая объемная штамповка на прессах
- •Штамповка на горизонтально-ковочных машинах
- •Ротационные способы изготовления поковок
- •Штамповка жидкого металла
- •Холодная штамповка
- •Объемная холодная штамповка
- •Листовая штамповка
- •Операции листовой штамповки
- •Формообразующие операции листовой штамповки
- •Высокоскоростные методы штамповки
- •Формообразование заготовок из порошковых материалов
Определение усилия прессования.
По характеру силовых и деформационных условий процесс прессования можно разделить на четыре периода (Рисунок 44):
Типичный график усилия прессования.
распрессовка слитка в контейнере и заполнение металлом всего объема контейнера и очага деформации матрицы.
начальная стадия прессования.
течение основной массы металла из матрицы.
течение захоложенной части слитка.
Соответственно полное усилие пресса состоит из четырех составляющих, которые преодолевает гидроцилиндр:
где – усилие для осуществления деформации;
– усилие для преодоления сил трения слитка о боковые стенки контейнера;
– усилие для преодоления сил трения в боковых поверхностях очага деформации в матрице;
– усилие для преодоления сил трения в калибрующем пояске.
Составляющие полного усилия определяются по формулам И.Л.Перлина:
а) для сплошного профиля:
,
где – вытяжка;
– дополнительная вытяжка;
– угол наклона образующей матрицы к ее оси (Error: Reference source not found)
– диаметр контейнера;
– сопротивление деформации.
Схема матрицы.
,
где – диаметр контейнера;
– длина распрессованной заготовки;
– высота очага деформации;
– коэффициент трения в контейнере;
– сопротивление деформации.
;
где – вытяжка;
– коэффициент трения в матрице;
– диаметр контейнера;
– сопротивление деформации.
,
где – длина калибрующего пояска;
– площадь поверхности калибрующего пояска.
– коэффициент трения пояска;
– сопротивление деформации.
б) для трубы
,
где – вытяжка;
– сопротивление деформации.
– наружный диаметр трубы;
– внутренний диаметр трубы;
– угол наклона образующей матрицы к ее оси (Error: Reference source not found).
где – диаметр контейнера;
– внутренний диаметр трубы;
– длина распрессованной заготовки;
– коэффициент трения матрицы;
– сопротивление деформации.
,
где – угол наклона образующей матрицы к ее оси (Error: Reference source not found);
– диаметр контейнера;
– наружный диаметр трубы;
– внутренний диаметр трубы;
– коэффициент трения матрицы;
– сопротивление деформации.
,
где – наружный диаметр трубы;
– внутренний диаметр трубы;
– длина калибрующего пояска;
– коэффициент трения пояска;
– сопротивление деформации.
Волочение металлов.
Обработка металлов волочением, т.е. протягиванием прутка через отверстие, размеры которого меньше, применяют для производства проволоки диаметром от 0,002÷10 мм, стальные пруткидо 500мм, трубыот 0,002400мм, фасонные профили и т.д. Волочение чаще всего выполняют при комнатной температуре, когда пластическая деформация сопровождается наклепом и наличием трения скольжения по всей контактной поверхности. В любом слое, находящемся на некотором расстоянии от центрального кроме деформации растяжения, происходит сдвиг и изгиб, причем чем дальше слой от оси протягиваемого прутка тем больше сдвиг и изгиб. За счет сил трения на поверхности прутка, создается задерживание поверхностных слоев, что приводит к разности скоростей частиц металла по сечению.
Возможность протягивания прутка через отверстие волоки ограничивается предельными условиями: усилие волочения не должно создавать напряжения в передней части прутка, превышающие предел текучести, что может привести к остаточным деформациям, разрыву. По этой причине волочение горячего металла практически не применяется.
Установлено, что до 80% общего усилия волочение расходуется на преодоление сил трения. Это ограничивает практическое значение единичной вытяжки до 1,5. Контактные силы трения повышают среднюю температуру проволоки до 250, а температуру контактной поверхности до 700. Это создает условия повышенного износа инструмента, налипания металла на контактную поверхность волоки, увеличивает обрывы проволоки.
Для уменьшения сил трения используют смазку. Для увеличения вытяжки прикладывают противонатяжение к заднему концу прутка, что снижает сопротивление металла деформированию, уменьшает влияние контактного трения.
Положительные влияния на силовые условия волочения показало приложение ультразвуковых колебаний и высокочастотных низковольтных импульсов к волочильному инструменту.
При волочении полых изделий наблюдается много общего с обработкой волочением цельных прутков.
Волочение труб может выполняется четырьмя способами (Рисунок 46):
без оправки;
на короткой оправке;
на длиной оправке;
на плавающей оправке.
Способы волочения труб:а– на короткой оправке;б– без оправки;в– на длинной оправке;г– на плавающей оправке.
При волочении без оправки наблюдается уменьшение наружного и внутреннего диаметров трубы, при этом стенка трубы может сохраняться неизменной, утончаться или утолщаться в зависимости от формы очага деформации. При волочении на оправке всегда происходит уменьшение стенки трубы.
Волочение на плавающей оправке широко применяется при волочении медных труб на барабанных волочильных станах. В тех случаях, когда требуется увеличить диаметр трубы, применяют раздачу волочением (Рисунок 47) при осевом сжатии и осевом растяжении.
Способы раздачи труб.