32. Прессование.

Прессование—это выдавливание усилием Q заготовки 1 (рис. 27 м) из контейнера 2 через отверстие в матрице, соответ¬ствующее сечению выдавливаемого профиля. Исходной заготовкой является слиток или прокат. Прессованием получают прутки диаметром 3—250 мм, трубы диаметром 20—400 мм со стенкой тол¬щиной 1,5—12 мм и другие профили, сплошные и полые, с постоян¬ным или переменным поперечным сечением. Точность и возможная сложность получаемых профилей больше, чем при прокатке.

33. Ковка.

Ковка — это деформирование усилием N нагретой заготовки 1 (рис. 27 н) рабочими поверхностями 2 универсального инстру¬мента (бойка) при свободном течении металла в стороны. Исход¬ными заготовками могут быть слитки, блюмы, сортовой прокат. Ковкой получают разнообразные по форме и размерам поковки массой до 300 т, которые служат заготовками для последующей обработки резанием.

34. Штамповка.

Штамповка — это обработка заготовок из сортового и листо¬вого проката давлением с помощью специального инструмента — штампа. Ее широко применяют для серийного и массового произ¬водства заготовок и деталей в машиностроительной, приборо¬строительной, электростроительной, электротехнической и дру¬гих отраслях промышленности. Многообразие машин для обра¬ботки давлением можно свести к нескольким основным типам в зависимости от характера воздействия рабочих частей машины на деформируемую заготовку.

35. .Оборудование для обработки давлением.

Молоты — машины ударного действия со скоростью деформиро¬вания Vд до 9 м/с. Сжатый пар или воздух поступает поочередно в верхнюю полость рабочего цилиндра 1 (рис. 28 а) для нанесения удара верхним бойком или штампом 2 по заготовке 3, находящейся на нижнем бойке или штампе 4, и затем в нижнюю полость для подъема рабочих (падающих) частей молота.

Гидравлические прессы — машины статического действия (Vд до 0,3 м/с). Усилие для деформирования заготовки создается рабочей жидкостью высокого давления (20—30 МН/м2), поочередно посту¬пающей в рабочие 1 и возвратные 2 цилиндры прессов для опуска¬ния и подъема рабочих частей пресса (рис.28 б).

Механические прессы — машины статического действия (VД до 0,5 м/с). Деформируют заготовку (рис.28 в), используя энергию, накопленную массивным маховиком 2, который вращается элек¬тродвигателем 1. Преобразование вращательного движения в воз¬вратно-поступательное движение ползуна 3 осуществляется кривошипно-шатунным механизмом.

36. Физические процессы обработки материалов давлением.

Для правильного выбора машин, проектирования технологи¬ческих процессов и рациональной геометрии инструмента необ¬ходимо знание физико-механических основ обработки давлением. Обработка давлением основана на пластичности материалов, т. е. их способности получать пластические деформации. Как упругие, так и пластические деформации осуществляются в твердых телах в результате относительного смещения атомов. При упругих деформациях смещения атомов из положений равновесия неболь¬шие и они увеличиваются пропорционально увеличению сил, вызвавших это смещение (закон Гука). С ростом величины упругих деформаций потенциальная энергия твердого тела возрастает до определенного предела, после чего атомы смещаются на рассто¬яния, больше межатомных, и остаются в новых положениях устойчивого равновесия. Сумма таких смещений создает пласти¬ческую деформацию или же остаточное изменение формы и разме¬ров твердого тела в результате действия внешних сил.

Величину формоизменения оценивают степенью деформации ε. Силы взаимосвязи атомов противостоят действию внешних сил, и поэтому твердое тело оказывает сопротивление деформированию. Последнее характеризуют величиной удельного усилия (напря¬жения σ), вызывающего пластическую деформацию при данных условиях деформирования. Напряжения и деформации в объеме деформируемого тела рас¬пределены неравномерно. Напряжения на поверхностях контакта можно рассчитать методами, известными из теории обработки да¬влением. Если нормальное напряжение σи (направленное перпен¬дикулярно к контактной поверхности) постоянно по всей поверх¬ности контакта заготовки 1 с инструментом 2 (рис. 20, а) или заменено его средней величиной σср в случае неравномерного рас¬пределения σн по контактной поверхности, то дефор¬мирующее усилие Р = σF или Р = σcpF, где F — площадь проекции контактной поверхности на плоскость, перпендикуляр¬ную к направлению деформирующего усилия. Определение де¬формирующего усилия требуется для выбора машин для обра¬ботки давлением и для расчета инструмента на прочность.

37. Наклеп и условия его формирования.

Межкристаллитное деформирование — это смещение и взаим¬ный поворот зерен относительно друг друга без нарушения сплош¬ности металла. В результате холодного деформирования зерна металла дробятся и вытягиваются в направлении пластического течения металла, образуя полосчатую микроструктуру. Вместе с зернами вытягиваются и неметаллические включения на их границах образуя волокнистое строение металла. Искажение кристаллической решетки приводит к возникновению напряжений в металле, изменению механических и физико-химических свойств металла, называемому упрочнением (наклепом). При наклепе возрастает прочность и твердость, снижается пластичность, ме¬няется электропроводность, магнитная проницаемость металла и т. д.

38. Сущность холодной штамповки, ее преимущества и недостатки.

Холодная штамповка — это формообразование деталей в штам¬пах холодной пластической деформацией металла заготовки при комнатной температуре. Холодная штамповка является одним из наиболее прогрессивных методов получения качественных загото¬вок в машиностроительной, приборостроительной, электротехни¬ческой и других отраслях промышленности. Она обеспечивает достаточно высокую точность и малую шероховатость поверхности заготовок при малых отходах металла и низкой трудоемкости и себестоимости их изготовления. Производительность автомати¬ческой холодной штамповки достигает нескольких сотен заготовок в минуту.

Возможность осуществления процессов холодной штамповки и качество готовых заготовок во многом определяет качество исходного материала. В металлургических процессах выплавки металла нужно обеспечить его необходимый химический состав и отсутствие загрязнений металла. Технологические режимы прокатки и термообработки заготовок должны способствовать по¬лучению равномерной мелкозернистой структуры металла. Нужно обеспечить правильные условия хранения металла на складе и каждую новую партию металла проверить на штампуемость. Чем больше штампуемость металла, тем более сложные изделия и с наименьшими трудностями можно получить из него холодной штамповкой.

39. Виды холодной объемной штамповки.

Большое значение имеет подготовка поверхности заготовок: удаление окалины, загрязнений и поверхностных дефектов. За¬готовки обычно смазывают для снижения усилий штамповки, повышения стойкости инструмента, обеспечения качества поверх¬ности и предотвращения трещин и других дефектов деталей. Для создания прочного разделительного слоя между инструментом и заготовкой поверхность последней покрывают промежуточным слоем (например, фосфатированне, омеднение, цинкование и др.).

В процессах холодной штамповки непрерывно меняется не только форма, но и структура металла и его физико-механические характеристики. Возникающий при этом наклеп металла в некоторых случаях ограничивает возможности формообразования, поэтому процессы холодной штамповки часто выполняют за не¬сколько технологических переходов с постепенным приближением к окончательной форме и размерам готовых деталей и с промежу¬точным отжигом для восстановления пластических свойств ме¬талла.

В зависимости от характера деформирования и конструкции штампов, которые определяет тип штампуемой заготовки, холод¬ную штамповку делят на объемную (сортового металла) и листовую (листового металла). Объемную штамповку выполняют на прессах или специальных холодноштамповочных автоматах. Ее основными разновидностями являются: высадка, выдавливание и объемная формовка.

40. Выдавливание.

Выдавливание — это формообразование сплошных или полых изделий вследствие пластического течения металла из полости штампа через отверстия соответствующей формы. Различают пря¬мое, обратное, боковое и комбинированное выдавливания (рис. 31). При прямом выдавливании металл течет из матрицы 2 в направле¬нии движения пуансона. При этом зазор между пуансоном и матрицей должен быть небольшим, чтобы в него не вытекал ме¬талл. В противном случае образуется торцовый заусенец, который нужно удалять дополнительной обработкой. Этим способом полу¬чают детали типа стержня с утолщением (например, клапаны), трубки или полые стаканы с фланцем.

При обратном выдавливании металл течет навстречу пуансону в кольцевой зазор между пуансоном 1 и матрицей 2 (для получения деталей с дном: экраны радиоламп, тюбики и т. п.) или, реже, в отверстие в пуансоне (для получения деталей типа стержня с фланцем). Толщина стенки

выдавленных стальных деталей обычно 1,5—5 мм, алюминиевых — более 0,08 мм. При боковом выдавливании металл течет в боковые отверстия матрицы под углом к направлению движения пуансона. Так получают детали с отростками типа тройников, крестовин и т. п. Для их удаления из штампов матрицу делают составной из двух половин с пло¬скостью разъема, проходящей через осевые линии исходной за¬готовки и получаемого отростка. При комбинированном выдавли¬вании металл течет одновременно по нескольким направлениям. При этом возможны различные сочетания схем выдавливания, например, прямое и обратное выдавливание.

Заготовками для выдавливания служит проволока (катанка) и горячекатаный пруток нормальной точности. Иногда заготовки вырубают из листа. В этом случае требуется хорошее качество среза и устранение отжигом наклепа краев заготовки после вы¬рубки, чтобы предотвратить разрывы кромок стаканов при вы¬давливании. Выдавливанием получают детали преимущественно цилиндрической или близкой к ней формы, реже — детали с неконцентричными участками в машиностроительной, приборостро¬ительной, электротехнической и других отраслях промышлен¬ности; например, корпуса автомобильных свечей зажигания, конденсаторных батарей, генераторов, выключателей и т. п. Точность размеров и шероховатость поверхностей деталей соответ¬ствуют получаемым при обработке резанием.