Общие сведения. В современном машиностроении для производства заготовок деталей машин широко используют обработку металлов и сплавов давлением

В современном машиностроении для производства заготовок деталей машин широко используют обработку металлов и сплавов давлением. В этом процессе используется свойство пластичности металла, его способность деформироваться под действием внешних сил без разрушения и сохранять полученную форму и размеры после прекращения силового воздействия. Деформация происходит под действием нормальных (растягивающих и сжимающих) и касательных (сдвиговых) напряжений. Упругие (обратимые) деформации предшествуют пластическим, а также проявляются после прекращения силового воздействия в виде некоторого изменения размеров, полученных при пластической деформации.

Способы обработки давлением: прокатка, волочение, прессование, ковка и штамповка.

Продольной прокаткой, волочением и прессованием получают заготовки постоянного поперечного сечения по длине, а поперечной и поперечно-винтовой прокаткой, ковкой и штамповкой получают заготовки, имеющие форму и размеры, близкие к готовым деталям.

При обработке давлением применяют инструменты: при прокатке – валки, при волочении – матрицу (волоку), при прессовании – матрицу, при объемной штамповке – верхнюю и нижнюю половины штампа, при холодной штамповке – пуансон и матрицу, при свободной ковке – верхний и нижний бойки.

Прокаткой называют процесс обжатия металла заготовки между вращающимися валками прокатного стана (рисунок 2.1, а). В результате поперечное сечение заготовки уменьшается и приобретает определенную форму в зависимости от вида и сортамента проката, а длина увеличивается. Прокаткой изготавливают профили круглой и квадратной формы, рельсы, балки, уголки, швеллеры, полосы, листы и другие виды. Процесс прокатки осуществляется с нагревом заготовки и только завершающие операции при получении тонкого листа производятся без нагрева.

Волочением называют процесс протягивания прутка или проволоки в холодном состоянии через сужающееся отверстие в матрице (волоке), при этом размеры поперечного сечения уменьшаются и приобретают форму поперечного профиля отверстия, а длина увеличивается (рисунок 2.1, б). Волочением изготавливают проволоку, фасонные профили, калибруют трубы, круглые прутки.

Прессованием называют процесс выдавливания металла в холодном или нагретом состоянии через сужающееся отверстие матрицы (рисунок 2.1, в), при этом форма и размеры отверстия определяют форму и сечение изделия. Изготавливают круглые прутки, трубы и другие профили постоянного или переменного сечения, сплошные и полые.

Ковкой называют процесс деформирования нагретой заготовки при воздействии на нее верхнего и нижнего бойков при свободном течении металла в стороны (рисунок 2.1, г). Исходными заготовками могут быть слитки, блюмы, сортовой прокат. Продукция ковки – самые разнообразны по форме и размерам поковки массой до 300 т.

Рисунок 2.1 Схемы основных способов обработки металлов давлением

Штамповкой называют процесс деформирования нагретого или холодного металла в штампах. Штамповка бывает объемной и листовой.

При объемной штамповке нагретая заготовка деформируется в замкнутой полости штампа, формы и размеры которой определяют форму и размеры получаемой поковки (рисунок 2.1, д).

При листовой штамповке деформируется в холодном состоянии листовой металл с использованием штампов, имеющих матрицу с прижимным кольцом и пуансон (рисунок 2.1, е).

На рисунке 2.1 обозначено: 1 – инструмент, 2 – заготовка.