Суть процесу прокатування

1. Характеристика процесу. Прокатування - це вид обробки, при яко­му заготовка обтискується двома обертовими валками прокатного ста­ну. Метал при прокатуванні деформується на невеликій ділянці АВВ₁А₁ (рис. IV.6, а), що називається зоною деформації. Дуга АВ називається ду­гою захвату, а центральний кут α, що відповідає цій дузі, - кутом за­хвату.

При прокатуванні збільшується довжина і ширина заготовки і зменшу­ється її товщина. Відносне зменшення товщини заготовки в процесі прокатування є називається відносним обтиском, або ступенем деформації. Максимальне значення відносного обтиску залежно від типу виробів дорівнює 0,2...0,5. Розширення заготовки в процесі прокатуван­ня становить 5... 10 % від значення обтиску.

Відношення довжини заготовки після прокатування /j до вихідної /₀ дорівнює, якщо знехтувати розширенням, відношенню площин попереч­ного перерізу початкового F₀ до отримуваного F₁ і називається коефіцієн­том витягання μ:

μ = l_l/l₀ = F₀/F₁.

Це одна з важливих характеристик процесу прокатування. Вона ста­новить за одне пропускання заготовки між валками 1,1... 1,6, досягаючи іноді 2,0...2,5.

2. Умови захвату заготовки валками.При прокатуванні метал втягу­ється в зазор між валками силами тертя між заготовкою і валками. В точ-

- ці А (а також А₁) діють сили тиску валків на метал N і сили тертя Т, про­екції яких на вісь х відповідно N_x= Nsin α, T_x = Tcos α (рис. IV.6, а). Для умови захвату заготовки валками потрібно, щоб Т_х > N_x. Вона буде за­безпечена, якщо кут захвату буде меншим, ніж кут тертя, який залежить від стану поверхні валків і заготовки й зменшується із зростанням темпе­ратури.

При гарячому прокатуванні на гладеньких валках кут захвату стано­вить 15...24°, а на валках з вирізами (рівчаками) - 32...33°. При холодно­му прокатуванні α = 3...10º.

3. Основні види прокатування.Розрізняють такі основні види прокату­вання: поздовжнє, поперечне, поперечне гвинтове.

При поздовжньому прокатуванні (рис. IV.6, а) заготовка переміщуєть­ся перпендикулярно до осей валків, які обертаються в протилежних на­прямах. До 90 % всього прокату виготовляють поздовжнім прокатуван­ням (листи, стрічки, прутки).

При поперечному прокатуванні (рис. IV.6, б) валки, що обертаються навколо паралельних осей в одному напрямі, обертають заготовку, яка деформується при примусовому переміщенні вздовж валків.

Поперечне гвинтове прокатування (рис. IV.6, в) здійснюється при обер­танні в одному напрямі валків, розміщених під кутом один до одного. Таке розташування валків забезпечує появу осьового зусилля, завдяки якому заготовка переміщується вздовж осей валків.

Поперечне та гвинтове поперечне прокатування застосовують при ви­готовленні виробів із змінним по довжині перерізом. Принцип гвинтово­го поперечного прокатування використовують також при прошиванні трубних заготовок.

4. Сортамент прокатувизначається сукупністю профілів та розмірів прокатаного металу. Профілем прокатаного виробу називають форму його поперечного перерізу.

За сортаментом продукцію прокатного виробництва поділяють на такі групи: сортовий прокат, листовий прокат, труби, спеціальний та періодич­ний прокат.

Рис. IV.6. Основні схеми прокатування

Рис. IV.7. Основні профілі прокату

Профілі сортової сталі можуть бути загального призначення - кругла, квадратна, кутова, стрічкова сталь, швелери, двотаврові балки та ін. (рис. IV.7, а) та спеціального призначення - рейки, профілі для автотракторобудування, суднобудування, транспортного машинобудування та інших галузей промисловості (рис. IV.7, б).

Листову сталь поділяють на тонколистову (завтовшки менше ніж 4 мм) і товстолистову. Деякі види листової сталі призначені для окремих галу­зей промисловості, серед них розрізняють сталь котлову, автотракторну, електротехнічну тощо.

Труби поділяють на дві групи: безшовні та зварні. Крім того, випуска­ють труби фасонні та змінного перерізу.

До спеціальних видів прокату належать залізничні колеса (рис. IV.7, в), шестерні, кулі, підшипникові кільця, періодичний прокат (рис. IV.7, г), а також гнутий профіль (рис. IV.7, д).

До прогресивних видів прокату, що забезпечують зменшення матеріало­місткості металоконструкцій, належить прокат з низьколегованих сталей та термічно зміцнений, холоднокатаний лист, фасонні та високоточні профілі із зменшеними та мінусовими допусками.

Заготовки для сортового прокату - це блюми (перерізом від 150 × 150 до 450 × 450 мм), а для листового прокату - сляби (товсті плити завтовш­ки до 350 мм).

10. Прокатні валки та стани

1. Прокатні валкиє основним робочим інструментом для прокатуван­ня. Вони можуть бути рівними (рис. IV.8, а), каліброваними з рівчаками (рис. IV.8, б) та спеціальними.

Рівні валки застосовують при виробництві листів, стрічок та ін. На ка­ліброваних валках прокатують усі види сортового прокату.

Рис. IV.8. Прокатні валки і схеми калібрування

На робочій поверхні каліброваних валків є канавки - рівчаки. Сукуп­ність рівчаків пари валків називають калібром. На кожній парі валків роз­міщується кілька калібрів. Калібри можуть бути відкритими (рис. IV.8, в) і закритими (рис. IV.8, г).

Валки мають робочу частину (бочку) 7, дві шийки 2 для підшипників і хрестоподібні кінці (трефи) 3 для з'єднання валка з приводом.

2. Калібрування валків- це розробка схеми прокатування і розміщен­ня калібрів, які забезпечують виготовлення потрібного профілю при мі­німальній кількості проходів. За призначенням калібри прокатних валків поділяють на обтискні (витягувальні), чорнові й чистові (обробні).

Обтискні калібри призначені тільки для зменшення перерізу заготов­ки. Найчастіше вони мають прямокутну, квадратну, ромбічну та овальну

форми.

У чорнових калібрах зменшується площина, змінюється форма перері­зу заготовки з поступовим наближенням до готового виробу.

Чистові калібри відрізняються від потрібного профілю тим, що в них враховані температурний коефіцієнт лінійного розширення і допуски.

Одним з головних завдань калібрування є розрахунок режиму обтис­ку при прокатуванні. Для одного й того самого профілю можуть бути застосовані різні схеми калібрування. Наприклад, при прокатуванні квадратного і круглого профілів використовують такі системи калібрів: ромб-квадрат, овал-квадрат або овал-круг (рис. IV.8, д). При передаван­ні заготовки з рівчака в рівчак для поліпшення обтискування її кантують на 90°.

3. Будова прокатного стану.Прокатний стан складається з однієї або кількох робочих клітей і привода, до якого входять двигун і передавальні

механізми.

Робоча кліть складається з станини 1 (рис. IV.9, а), в якій у підшипни­ках змонтовано валки 2. Для зміни зазору між ними верхній валок разом з підшипниками переміщується в пазах станини за допомогою натиску-вального пристрою 3. Рух від електродвигуна 8 до валків передається че­рез редуктор 7, шестеренну кліть 6 і трефові шпинделі 5, які з'єднуються з валками трефовими муфтами 4.

Рис. IV.9. Схеми прокатного ста­ну, розташування валків і робо­чих клітей

4. Класифікація прокатних станів.За призначенням прокатні стани поділяють на стани для прокатування напівпродукту (блюмінги, слябін­ги та заготівельні стани) і стани для прокатування готових виробів (сор­тові, листопрокатні, рейкобалкові, трубопрокатні, для спеціального про­кату).

За кількістю і розміщенням валків у клітях стани бувають: з горизон­тальними валками, універсальні з горизонтальними і вертикальними вал­ками, з косо розміщеними валками. Стани з горизонтальними валками за їх кількістю в робочій кліті поділяють на дво-, три- і багатовалкові. Двовалкові стани (дуо) можуть бути нереверсивні і реверсивні (рис. IV.9, б). На тривалкових станах (тріо) заготовка в один бік переміщується між нижнім і середнім, а в зворотному напрямі - між середнім і верхнім валка­ми (рис. IV.9, в). Дво- і тривалкові стани застосовують при виробництві всіх видів сортового прокату і листів.

Багатовалкові стани (рис. IV.9, г) мають два робочих валки невелико­го діаметра, а решта валків більшого діаметра опорні. Вони запобігають прогинанню тонких робочих валків, що забезпечує точність виробів (тон­ких листів, стрічки).

Стани з косо розміщеними валками (рис. IV.6, в) використовують при поперечному гвинтовому прокатуванні безшовних труб, куль, періодич­ного прокату.

Залежно від кількості і взаємного розміщення клітей прокатні стани можуть бути одно- та багатоклітьові з лінійним і послідовним розміщен­ням клітей.

У лінійних станах кліті 10 (рис. IV.9, д) розташовані в одну лінію і є один привід 9. Вони мають малі швидкість прокатування (до 4 м/с) та продуктивність. Послідовне розташування валків використовується в

безперервних станах (рис. IV. 9, е), які становлять основне обладнання сучасних прокатних цехів. Швидкість штаби в них досягає 45 м/с, а про­дуктивність - 2...4 млн. т прокату на рік.

11. Виробництво основних видів прокату

1. Прокатування блюмів, слябів, сортового і листового прокату.Для про­катування блюмів і слябів вихідною заготовкою є зливки, розміри і форма яких залежать від марки сплаву, виду напівфабрикату та схеми прокату­вання. Напівпродукт для виготовлення сортового прокату (блюми) виго­товляють на великих обтискних станах - блюмінгах. Перед прокатуван­ням на сортових станах блюми попередньо прокатують на заготівельних станах. Заготовки для листового прокату (сляби) одержують на великому обтискному універсальному стані - слябінзі або на блюмензі.

Технологічний процес виробництва сортового і листового прокату з блюмів і слябів полягає в послідовному виконанні таких операцій, як об­різання кінців, розрізання на частини, охолодження та зачищення заго­товок, нагрівання їх у методичних печах, прокатування на сортових і листопрокатних станах, охолодження і опорядження готового прокату.

При холодному прокатуванні тонколистової сталі для усунення накле­пу застосовують проміжне відпалювання. Листи для наступного листо­вого штампування після відпалювання додатково прокатують з обтис­ком 0,5...3,0 % і піддають травленню для зняття окалини. Такі листи на­зивають декапірованими.

2. Прокатування безшовних труб.Заготовками для безшовних труб є зливки або катані круглі заготовки діаметром 120...320 мм. Виробництво безшовних труб складається з таких операцій: прошивання отвору в за­готовці і одержання товстостінної гільзи, прокатування з гільзи труби, обробка для поліпшення зовнішньої і внутрішньої поверхонь, усунення овальності та різностінності труби.

Товстостінну гільзу із заготовки одержують на прошивних станах попе­речного гвинтового прокатування з бочкоподібними валками (рис. IV. 10, а), осі яких у вертикальній площині нахилені одна до одної на кут 4...14°. Ро­бочі валки 1 і підтримувальні ролики 2 обертаються в одному напрямі. При цьому заготовка 3 набуває гвинтоподібного руху. Однією з головних осо­бливостей поперечного гвинтового прокатування є руйнування осердя су­цільної заготовки. В осьовій зоні її під дією стискальних зусиль виникає складний напружений стан із значними розтягувальними напруженнями у напрямі, перпендикулярному до дії зусиль. Радіальні розтягувальні напру­ження спричинюють переміщення металу від центра і сприяють утворенню отвору пробкою (дорном) 4. Після прошивання і нагрівання гільза пода­ється на автоматичні або періодичні (пілігримові) розкатні стани.

На автоматичному стані гільза 5 (рис. IV. 10, б) розкатується між двома валками 7 на оправці 4. Зазор між оправкою і калібром валка визначає товщину стінки труби. Прокатують трубу за два проходи з поворотом її

на 90°. Повернення труби у вихідне положення після кожного проходу здійснюється роликами 6 зворотної подачі. На автоматичному стані про­катують труби діаметром понад 57 мм із стінкою завтошки 2,5...40 мм.

Діаметр труб зменшують на безперервних редукційних станах, які скла­даються з послідовно встановлених клітей з вертикальними і горизонталь­ними валками. Редукування ведуть в гарячому стані без оправки до діа­метра 38...40 мм без стоншення стінок. Подальшого зменшення діаметра (до 15 мм) і товщини стінок труби досягають на станах холодного воло­чіння або прокатування.

Робочі валки пілігримового стану 1 (рис. IV. 10, в) мають калібри змін­ного перерізу і обертаються в протилежних напрямах. Заготовка 5 разом з оправкою 4 здійснює пряму і зворотну подачі з поворотом на 90°.

Обробку, при якій діаметр труб збільшується за рахунок розтягування їх на оправці, здійснюють на обкатному стані, який подібний до прошив­ного. Після обробки для одержання остаточних розмірів труби піддають калібруванню.

Рис. IV. 10. Прокатування безшовних труб

3. Виробництво зварних труб.Зварні труби, діаметр яких досягає 2500 мм, значно дешевші від безшовних, але менш міцні. Заготовкою звар­них труб є штиба (штрипс) або листи, ширина яких дорівнює довжині кола труби.

Технологічний процес виготовлення зварних труб складається з таких операцій: формування площинної заготовки в трубу скрученням; зварю­вання труби; обробка і випрямляння.

Труби невеликого діаметра формують у рівчаках валків безперервно­го стану, а труб діаметром понад 300 мм - на пресах або листозгинальних станах. Після формування застосовують зварювання: безперервне пічне, контактне електричне, дугове під шаром флюсу тощо.

Безперервне пічне зварювання - високопродуктивний спосіб виготовлен­ня дешевих труб діаметром 10...114 мм із стінкою завтовшки 1,8...5,0 мм (в основному водогазопровідних). Стрічка (штрипс), що надходить у ру­лонах, розмотується, виправляється, обрізується, зварюється стиковим електричним зварюванням з кінцем попереднього рулону і подається в газову нагрівальну піч тунельного типу, де нагрівається до 1300... 1350 °С.

Рис. IV.11. Схеми виготовлення зварних труб

Далі заготовка послідовно проходить крізь 6... 12 клітей безперервного стану, де формуються і зварюються затиснуті у калібрі один до одного в стик краї труби (рис. IV.11, а). На виході зі стану труба розрізується пил­кою на куски завдовжки 4...12 м, а потім калібрується на калібрувально­му стані.

При контактному електричному зварюванні труб діаметром 6...600 мм із стінкою завтовшки 0,4...5 мм (для виготовлення елементів металоконструкцій, нафтогазопроводів) заготовка формується аналогічно трубам пічного зварювання, але без нагрівання. Далі заготовка надходить у трубо­електрозварювальний стан, в якому краї труби 4 (рис. IV. 11, б) нагріва­ються при подаванні за допомогою щіток 2 струму напругою 5... 10 В крізь обертові зварювальні ролики 3 з мідними контактними кільцями, і стик зварюється під тиском натискних роликів 1. Ролики 5 просувають трубу.

Дуговим зварюванням під шаром флюсу виготовляють труби діаметром 400... 1800 мм із стінкою завтовшки 6... 15 мм з прямим і спіральними шва­ми (рис. IV. 11, в), а останнім часом і багатошарові труби, технологія яких розроблена Інститутом електрозварювання ім. Є. О. Патона.

12. Виробництво спеціальних видів прокату

1. Виготовлення деталей типу коліс, бандажів, кілець.Заготовкою для виготовлення таких деталей є зливки або круглий прокат, які розрізають на шайби. Технологічний процес їх виробництва складається з операцій кування і прокатування. На пресі виконують осадку і прошивання заго­товки, а формування маточини, диска і обода залізничних коліс - на спе­ціальному колісопрокатному стані (рис. IV. 12, а). Остаточне калібруван­ня коліс здійснюється у штампі під пресом.

Рис. IV. 12. Схеми виготовлення деяких спеціальних видів прокату

2. Прокатування періодичних профілів і деталей,як один з найбільш економічних методів формоутворення заготовок деталей, має особливе значення. Періодичні профілі використовують як заготовки для наступ­ного штампування або механічної обробки, що забезпечує економію 20...30 % металу порівняно з штампуванням із звичайного прокату.

Періодичні профілі виготовляють поперечним або поперечним гвин­товим (див. рис. IV.6, в) прокатуванням. Поперечне прокатування здійс­нюють на дво- і тривалкових станах (рис. IV. 12, б). Поперечне гвинтове прокатування деталей типу черв'яків, ходових гвинтів, черв'ячних фрез забезпечує більшу продуктивність (в 30...80 разів), ніж нарізання різьби на токарно-гвинторізному верстаті, а також економію 20...30 % металу.

На машинобудівних підприємствах все більше застосовуються деталепрокатні стани для виготовлення деталей типу ступінчастих валів, вту­лок, осей, пальців з малими припусками. Найчастіше в них використову­ють принцип поперечного клинового прокатування, при якому заготов­ка прокатується між двома плитами з рівчаками потрібної форми.

3. Виробництво гнутих профілів.У багатьох випадках деталі машин і конструкцій з сортового фасонного прокату мають надто великий запас міцності, що призводить до зайвої матеріаломісткості, бо мінімальна тов­щина стінок цих профілів 2...З мм. Легкі тонкостінні з високою жорсткіс­тю так звані гнуті профілі різноманітної форми отримують згинанням тон­кої штаби, стрічки на профілезгинальних станах.

Виготовлення гнутих профілів аналогічне формуванню заготовок звар­них труб. Площина поперечного перерізу листа при профілюванні зали­шається незмінною, а змінюється тільки його форма. При цьому внаслі­док холодної пластичної деформації метал зміцнюється. Гнуті профілі з товщиною стінок 0,5...20 мм і завширшки 25...2000 мм можуть бути від­критого, напівзакритого і закритого типів, іноді досить складної форми (див. рис. IV.7, д).

Застосування гнутих профілів забезпечує зменшення маси металоконструкцій порівняно з виготовленням їх з гарячекатаних профілів на 25... 30%.

Запитання і завдання для самоконтролю

1. Суть і основні види прокатування.

2. Яким має бути кут захвату при прокатуванні?

3. Основні види сортового прокату.

4. З чого складається прокатний стан?

5. Основні типи прокатних станів.

6. Виготовлення зварних і безшовних труб.

7. Прогресивні види прокату.

Глава 4. ПРЕСУВАННЯ І ВОЛОЧІННЯ

Пресування

1. Характеристики процесу. Пресування полягає у витісненні металу із закритого об'єму крізь отвір у матриці. Профіль пресованого виробу від­повідає перерізу цього отвору. Пресування - високопродуктивний та еко­номічний спосіб обробки металів і сплавів, яким можна отримати суціль­ні та порожнисті профілі (рис. IV. 13, а). Пресовані вироби мають більшу точність, ніж катані.

Пресування відбувається в умовах всебічного стискання (див. рис. IV.4, б). При цій схемі деформування метал має найбільшу пластичність. Тому пресуванням можна обробляти як пластичні, так і малопластичні сплави: мідні, алюмінієві, магнієві, титанові, вуглецеві і леговані сталі тощо. До недоліків процесу належать значні (іноді до 40 %) відходи металу та інтен­сивне зношування інструменту.

Пресуванням виготовляють прутки діаметром 5...250 мм, дріт діамет­ром 5... 10 мм, труби зовнішнім діаметром 20.. .400 мм із стінками завтов­шки 1,5... 12 мм та інші вироби. Завдяки гнучкості, простому переналаго-

Рис. IV. 13. Пресовані профілі та схеми пресування

- дженню на виготовлення іншого профілю пресуванням доцільніше, ніж прокатуванням виготовляти малі серії профілів.

2. Методи пресування.Вихідною заготовкою для пресування є зливок або круглий прокат. Розрізняють пряме і зворотне пресування.

При прямому пресуванні (рис. IV. 13, б) напрям виходу металу крізь отвір у матриці 5 збігається з напрямом руху пунсона 1, тиск якого на заготов­ку 3 передається через прес-шайбу 2. Частина заготовки, що залишається в контейнері 4, називається прес-залишком. Маса його становить 8... 12 % від маси зливка.

При пресуванні труб заготовка спочатку прошивається голкою б (рис. IV.13, в), яка проходить крізь порожнистий пуансон 7. При подаль­шому переміщенні пуансона і прес-шайби 2 метал видавлюється у вигляді труби 3 крізь кільцевий зазор між стінками отвору матриці і голкою.

При зворотному пресуванні (рис. IV. 13, г) матриця 5 розміщується в кінці порожнистого пуансона, і метал витискується в напрямі, зворотно­му переміщенню пуансона. Цей метод відзначається меншими відходами (маса прес-залишка становить 6... 10 % від маси заготовки) і меншим зу­силлям пресування, але внаслідок складності обладнання і процесу він застосовується обмежено.

Обладнанням для пресування можуть бути горизонтальні чи верти­кальні гідравлічні преси з зусиллям 3...250 МН, робочим тиском рідини до 40 МПа. Останнім часом все більше застосовується гідропресування-екструзія металів під безпосередньою дією тиску рідини до 2000 МПа. Особливо доцільне воно при виготовленні виробів з малопластичних сплавів.

14. Волочіння

1. Характеристика процесу. Волочіння полягає в протягуванні (частіше в холодному стані) прокатаних або пресованих заготовок крізь отвір у матриці (волоці), переріз якого менший за переріз заготовки (рис. IV. 14, б). При протягуванні прутка крізь отвір з зусиллям Р виникають сили реак­ції N, які обтискують заготовку.

Обтискання

де F₀ і F₁ - площини поперечного перерізу відповідно до і після волочіння, що допускається за один прохід, залежить від властивостей металу і становить для сталей 10... 19 %, для кольорових металів - до 36 %. Щоб запобігти обривам, напруження при волочінні не повинно перевищувати 0,6 границі міцності матеріалу заготовки. Для отримання профілів потрібних розмірів волочіння виконують за кілька проходів крізь ряд отворів, що поступово зменшуються. В результаті хо­лодного пластичного деформування метал зміцнюється. Для усунення наклепу і підвищення пластичності метал піддають проміжному рекриста­лізаційному відпалюванню.

Рис. IV. 14. Схеми волочіння і приклади виробів

Із різних сортів сталі та кольорових металів волочінням виготовляють дріт діаметром 0,002...10 мм, різноманітні профілі (рис. IV.14, а), каліб­ровані прутки діаметром 3...150 мм, холоднотягнені труби діаметром до 500 мм із стінками завтовшки 0,1... 10 мм з високою точністю і високоякіс­ною зовнішньою поверхнею. Завдяки наклепу волочінням можна підви­щити міцність і твердість металу.

2. Інструмент і обладнання для волочіння.Інструментом для волочіння є волочильна матриця (волока). Волоки можуть бути суцільними, складними і роликовими. Суцільна волока має отвір (очко), який складається з чоти­рьох зон: мастильної воронки 1 (рис. IV. 14, б), робочого конуса 2, калібруваль­ного пояска 3- і вихідного конуса (або заокруглення) 4. Кут робочого конуса залежить від оброблюваного матеріалу і становить 6... 12°. Ширина калібру­вального пояска 2... 10 мм. Робочу частину матриці виготовляють з інстру­ментальних сталей, твердих сплавів, мінералокераміки і технічних алмазів.

Волочіння виконують на волочильних станах, в яких заготовки за до­помогою тягового пристрою протягуються крізь отвір матриці. Розріз­няють волочильні стани з прямолінійним рухом заготовки (найчастіше ланцюгові) і стани безперервної дії (барабанні).

Ланцюгові стани призначені для волочіння прутків і труб. Кінець заго­товки 6 (рис. IV. 15) пропускається крізь отвір у матриці 7 і захвачується кліщами 5, закріпленими на волочильному візку 4, що переміщується на стані 1 за допомогою шарнірно-пластинчастого ланцюга 8 і гака 2. При виході виробу з матриці натяг між гаком і ланцюгом зменшується і про­тивага 3 піднімає гак і відчіплює його від ланцюга.

Барабанні стани з безперервною подачею заготовки призначені в ос­новному для волочіння дроту. Вони поділяються на стани одно- і багато­разового волочіння, в яких заготовка послідовно проходить крізь кілька (до 20) волочильних матриць. Дріт 9 після проходження крізь отвори 11 кожної матриці намотується в 2...3 витки на проміжні тягові барабани

Рис. IV. 15. Волочильні стани: а - ланцюгові; б – барабанні

10, а потім на приймальний барабан 12. Швидкість обертання кожного наступного барабана зростає пропорційно видовженню дроту. Швидкість волочіння досягає 10, а для тонкого дроту - 40 м/с.

3. Волочіння прутків, дроту і труб.Основу технологічного процесу ста­новить маршрут волочіння, який показує послідовну зміну розмірів заготовки по проходах. Ступінь обтискування для кожного проходу бе­руть однаковою і по ній визначають їх кількість і діаметри калібруваль­них поясків отворів волок. Наприклад, для виготовлення сталевого дроту діаметром 0,5 мм з прутка діаметром 5 мм треба виконати 20 проходів і не менше трьох проміжних рекристалізаційних відпалювань. Для видалення окалини, що утворюється при відпалюванні, дріт травлять у розчині сір­чаної кислоти, промивають у гарячій воді і підсушують гарячим повітрям.

Волочіння труб здійснюють двома способами: для зменшення тільки діаметра - без оправки (див. рис. IV. 14, в); для одночасного зменшення діаметра і товщини стінки труби, а також для виготовлення фасонних труб з циліндричних - із застосуванням оправки (див. рис. IV. 14, г).

Для зменшення зусилля волочіння, зношування інструмента і поліпшен­ня поверхні виробів застосовують мастила: тверді, пластичні та рідкі. Де­які вироби підвищеної точності та якості поверхні піддають калібруван­ню при невеликому обтискуванні.

Запитання і завдання для самоконтролю

1. Які основні переваги одержання профілів пресуванням?

2. Суть прямої і зворотної схем пресування.

3. Суть процесу волочіння.

4. Основні складові елементи інструмента для волочіння.

5. Які основні типи волочильних станів?

6. Назвіть способи волочіння труб.

Глава 5. КУВАННЯ

15. Суть процесу і технологічні операції кування

1. Характеристика процесу. Кування - це деформування нагрітої заго­товки між верхнім і нижнім бойками молота або преса за допомогою уні­версального інструменту (див. рис. IV.2, г). Кування буває також ручне на кувалді. Воно застосовується в основному в ремонтній справі для дріб­них робіт. Ковані заготовки для наступної обробки називають поковка­ми, маса яких становить від 0,1 кг до 300 т. Великі поковки (масою понад 1,5 т) виготовляють із зливків тільки куванням. Менші поковки можна виготовляти також штампуванням. Однак через складність інструменту штампування застосовують тільки в масовому і великосерійному вироб­ництві. Для кування невеликих поковок (до 150 кг) підвищеної точності на кувальних молотах і пресах у серійному виробництві (при партіях 50...250 шт.) часто використовують підкладні штампи. Дрібні й середні поковки кують з сортового прокату або блюмів.

2. Види операцій кування та інструмент.Найбільш складну поковку можна виготовити, виконуючи в певній послідовності основні операції кування: протягування, осадку, прошивання, згинання, закручування, ру­бання.

Протягування (витягування) застосовують для подовження заготов­ки і зменшення її перерізу (рис. IV. 16, а). Його можна виконувати плос­кими і фігурними бойками. Кування в фігурних бойках (рис. IV. 16, б) дає змогу уникнути тріщин при деформуванні малопластичних сталей і сплавів. Ступінь деформації характеризують відношенням вихідного поперечного перерізу до кінцевого, що називається уковуванням. Чим більше уковування, тим краща структура металу і вищі його механічні властивості. Різновиди протягування: розганяння (розширення части­ни заготовки), протягування порожнистого циліндра на оправці; роз­ковування кілець на циліндричній оправці для збільшення діаметра (рис. IV. 16, в).

Осадка - збільшення поперечного перерізу вихідної заготовки за раху­нок зменшення її висоти. При осадці висота вихідної заготовки не повин­на перевищувати трьох діаметрів, а її торці мають бути рівними і паралель­ними. Місцеве потовщення заготовки називається висадкою (рис. IV. 16, г).

Рис. IV. 16. Основні технологічні операції кування

Прошивання - отримання в заготовці наскрізного отвору або заглиб­лення. Для виконання цієї операції застосовують суцільні і порожнисті (для діаметрів 400...900 мм) прошивні 1 (рис. IV.16, д). Прошивання на­скрізних отворів у тонких поковках 2 виконують з підкладними кільця­ми 3. В більш товстих заготовках спочатку прошивають заглиблення (при­близно на 3/4 глибини), а далі цим самим прошивнем закінчують проши­вання з іншого боку.

Згинання застосовують для виготовлення гаків, колінчастих валів, скоб тощо. Для згинання можуть використовуватись підкладки і спеціальні пристрої (рис. IV. 16, е).

Закручування - поворот однієї частини заготовки щодо іншої на пев­ний кут. Застосовується при виготовленні колінчастих валів, свердел то­що. При закручуванні застосовують воротки, вилки, хомути, лебідки (рис. IV. 16, є).

Рубанням поділяють заготовки на частини, відокремлюють надлишок металу, утворюють в поковці уступи (надрубування). Для рубання засто­совують ковальські прямі й фігурні сокири, зубила 4 (рис. IV. 16, ж).