- •С. И. Моднов, п. Н. Якушин материалы и заготовки в машиностроении
- •Ярославль 2010
- •Введение
- •Глава 1. Свойства конструкционных материалов
- •1.1. Механические свойства
- •При переменном изгибе круглого образца
- •1.2. Физико-химические свойства
- •1.3. Технологические и эксплуатационные свойства
- •Глава 2. Черные и цветные металлы и сплавы
- •2.1. Общие сведения о стали
- •2.2. Классификация сталей
- •2.3. Маркировка сталей
- •2.4. Чугуны
- •1. Серый чугун
- •2. Ковкий чугун
- •3. Высокопрочный (модифицированный) чугун
- •2.5. Медные сплавы
- •1. Латунь
- •2. Бронза
- •2.6. Алюминиевые сплавы
- •1) Деформируемые сплавы
- •2) Литейные сплавы
- •2.7. Твердые сплавы
- •Твердых сплавов (по гост 3882–74)
- •Глава 3. Методы получения заготовок
- •3.1. Выбор заготовки
- •3.2. Литейное производство
- •3.2.1. Литейные свойства сплавов
- •3.2.2. Способы литья
- •В песчаные формы
- •3.2.3. Технические условия на изготовление отливок
- •3.3. Обработка металлов давлением
- •3.3.1. Основные виды обработки давлением
- •3.3.2. Оборудование для обработки давлением
- •3.3.3. Технологические особенности штамповки на молотах, прессах и горизонтально-ковочных машинах
- •3.3.4. Технические условия на изготовление поковок
- •Глава 4. Термическая обработка чугунов и сталей
- •4.1. Основные понятия и определения
- •И схемы упаковки в них атомов:
- •4.2. Термическая обработка углеродистых сталей
- •4.3. Термическая обработка чугунов
- •4.4. Химико-термическая обработка
- •Цементированных изделий
- •Глава 5. Порошковая металлургия
- •5.1. Производство металлических порошков
- •5.2. Свойства порошков
- •5.3. Формование металлических порошков
- •5.4. Спекание порошковых изделий
- •5.5. Окончательная обработка порошковых изделий
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Моднов Сергей Иванович,
3.3. Обработка металлов давлением
3.3.1. Основные виды обработки давлением
Обработка давлением заключается в пластическом деформировании заготовки. Исходная заготовка простой формы (обычно металлический слиток или кусок проката квадратного, круглого или прямоугольного сечения из углеродистых или легированных сталей) преобразуется в заготовку более сложной формы, но того же объема.
Обработке давлением, как правило, подвергается металл, нагретый до высокой температуры. В результате пластического деформирования в металле накапливаются остаточные напряжения. Для снятия этих напряжения и выравнивания структуры металла поковки подвергаются гомогенизационному отжигу.
Существуют следующие виды обработки металлов давлением: прокатка, волочение, прессование, ковка и штамповка. В машиностроении для получения заготовок обработкой давлением чаще всего используют ковку и штамповку.
Ковка – это деформирование нагретой заготовки рабочими поверхностями универсальных рабочих инструментов (бойка молота или пресса и наковальни) при свободном течении металла в стороны.
Процесс ковки сопровождается рядом последовательно чередующихся продольных перемещений и поворотов заготовки. Ковку выполняют на ковочных молотах и прессах.
Различают свободную ковку и ковку в подкладных штампах. Подкладные штампы используют для получения поковок массой до 10-15 кг. При этом поковки получаются более точные, с допусками на 10-20 % меньше, чем при ковке универсальным инструментом.
Достижимая точность поковок оценивается 16–17 квалитетами. Шероховатость поверхности составляет , а при использовании штампов шероховатость улучшается до. Форма поковок простая, ограниченная плоскими или цилиндрическими поверхностями.
Горячая объемная штамповка – это формообразование заготовок в полости специального инструмента (штампа).
При горячем деформировании в штампах получают наибольшее преобразование формы заготовки с наименьшими затратами энергии. При нагреве, который требуется для увеличения пластичности металла заготовки перед штамповкой, на ее поверхности образуется слой окалины. Наличие окалины снижает качество поверхности и точность размера поковок. Кроме того, при нагреве происходит обезуглероживание поверхности заготовки на глубину до 2 мм. Этот слой подлежит обязательному удалению при механической обработке, т.к. он не закаливается, имеет пониженную твердость и износостойкость.
Заготовки перед штамповкой прогревают в индукционных или газовых печах до температуры начала ковки равномерно по всему объему.
С целью повышения точности размеров и улучшения качества поверхности применяют полугорячую штамповку, при которой окалинообразование уменьшается.
В качестве исходного материала используют все виды проката разнообразного профиля нормальной и повышенной точности, а также калиброванный металл.
Горячештампованные поковки могут быть разнообразной формы, массой от несколько десятков грамм до нескольких сотен килограмм.
В зависимости от типа штампа различают штамповку в открытых и закрытых штампах.
Штамповка в открытых штампах характеризуется тем, что зазор между верхней и нижней частями штампа является переменным и уменьшается в процессе штамповки. В этот зазор вытекает излишек металла, который образует заусенец. Это нежелательный отход, но он необходим для полного заполнения штампа.
В открытых штампах получают поковки всех типов: удлиненной, плоской и осесимметричной формы. Это самый распространенный в производстве способ штамповки.
Поковки простой конфигурации штампуют в штампах с одной полостью – одноручьевых штампах.
Сложные поковки с резкими изменениями сечения по длине (или высоте) и с изогнутой осью штампуют в многоручьевых штампах, имеющих заготовительные и штамповочные ручьи, постепенно приближающие исходную заготовку к форме готовой поковки.
Штамповка в закрытых штампах отличается тем, что небольшой зазор между верхней и нижней частями штампа обеспечивает лишь их взаимную подвижность и в процессе деформирования металла остается постоянным.
Отсутствие заусенцев в закрытых штампах сокращает расход металла и исключает операцию по обрезке заусенца.
В закрытых штампах получают преимущественно осесимметричные заготовки тел вращения.
Однако пониженная стойкость штампов и потребность в более дорогих заготовках точного объема (из калиброванного проката) ограничивает применение процесса закрытой штамповки.
Процессы горячей объемной штамповки могут осуществляться на молотах, прессах и горизонтально-ковочных машинах (ГКМ).