Оборудование для обработки металлов давлением

Оборудование для обработки металла давлением

Наиболее распространенным методом придания формы заготовке является обработка металла под давлением. Для нее необходимо оборудование для обработки металлов давлением, широко представленное на нашей выставке.

Металлообрабатывающая промышленность при помощи обработки под давлением успешно создает новые формы заготовок деталей. С ее помощью в стране перерабатывают свыше 95% стали и 55% цветных металлов.

Способ заключается в деформации формы металла при помощи:

  • прессовки;
  • проката;
  • ковки;
  • штампования;
  • профилирования.

Благодаря этому методу можно получить сложные заготовки в больших объемах, которые будут сверхпрочными и надежными. Но подобное оборудование для обработки металлов давлением очень дорого стоит и весьма ограничено по формам и размерам выпускаемых заготовок, но очень востребовано в серийном производстве.

Основные проблемы в дальнейшем развитии:

  • расширить область применения,
  • создать автоматизированное производство с возможностью быстрой адаптации к новым видам продукции.

Но далеко не каждый металл может подвергаться воздействию данным методом. Например, чугун весьма хрупок и при обработке при помощи давления может раскрошиться. Зато идеально переносят ОМД сталь, медь, алюминий. Данный способ очень экономичен, так как не снимает стружку с металла во время деформации его в форму для заготовки. Проводится холодным или же горячим способом.

В первом случае обработки на оборудовании для обработки металлов давлением снижается пластичность металла, но с другой стороны он становится более твердым и прочным к внешним воздействиям. Данное явление получило название наклеп. При нагреве обработанный металл легко восстанавливает свои качества благодаря процессу рекристаллизации.

Если металл обрабатывается в условиях более высокой температуры, нежели процесс рекристаллизации, то она называется горячей, а если ниже – холодной. Более подробно со всеми методами и тонкостями их применения можно ознакомиться на семинарах, проводимых в рамках выставки.

Прокатное производство металла под давлением на специальном оборудование

При данном способе профиль формируется при помощи деформирования нагретого металла между вращающимися валиками.

Существуют следующие методы проката:

  • Продольный. Востребован при производстве рельсов, листов и т. д. Валки вращаются в разные стороны, затягивая заготовку внутрь.
  • Поперечный. Этот метод хорош для получения периодических профилей. При этом валки вращаются в одну сторону, а заготовка плавно вращается между ними.
  • Винтовой. Незаменим при производстве трубных гильз, при этом валки вращаются под определенным углом друг к другу в одну сторону.

Профиль – это форма поперечного сечения проката.

Несколько профилей разных размеров составляют сортамент, который состоит из следующих групп:

1. Сортовой прокат разделен:

  • Простой профиль (круг, прямоугольник и др.),
  • Фасонный профиль (уголок, тавр, швеллер и др.).

2. Листовой прокат делится на:

  • броневую сталь,
  • толстолистовую сталь,
  • тонколистовую сталь.

3. Трубы подразделяются на:

  • сварные,
  • без шва.

4. Специальные виды.

При помощи прессования получают профиль за счет выдавливания слитка металла сквозь пространство отверстия в оборудовании для придания ему соответствующей формы.

Различают 2 вида:

  • Прямой метод. Металл движется в одном направлении с силой прессования.
  • Обратный метод. Металл и сила прессования движутся навстречу друг другу.

При помощи волочения металл в ненагретом состоянии протягивается через отверстие в оборудовании. Целью является уменьшение диаметра изделия и повышение его качества поверхности.

При ковке металл сначала нагревается, а потом деформируется при помощи ударов молота. Заготовку, которая получается в результате, называют поковкой. В промышленном масштабе ковка используется при производстве крупногабаритных валов, турбин, коленвалов двигателей судов.

Штамповка бывает разных видов. Течение металла ограничено размерами штампа, поэтому изделия не требуют специальной дополнительной обработки.

Современное оборудование для обработки металла под давлением демонстрируют ведущие компании на тематической выставке «Металлообработка»

3.3.2. Оборудование для обработки давлением

Машины для обработки давлением бывают как вертикального исполнения (молоты и прессы), так и горизонтального (горизонтально-ковочные машины).

Молоты – это машины ударного действия со скоростью деформирования до 9 м/с. Рабочие (падающие) части молота приводятся в движение сжатым паром или воздухом. Основной характеристикой молота является масса падающих частей.

Пневматические ковочные молоты используют для ковки мелких поковок. Масса падающих частей таких молотов составляет 50-1000 кг. В зависимости от массы падающих частей молоты совершают 100-220 ударов в минуту. Коэффициент полезного действия (КПД) этих молотов имеет значение 6-7 %.

Паровоздушные ковочные молоты используют для ковки мелких и средних поковок. Масса падающих частей составляет 1000-8000 кг, число ударов при наибольшем ходе бабы 31-63 в минуту. КПД этих машин очень низкий: 2-3 %.

Ударный характер приложения нагрузки при ковке на молоте вызывает повышенную утомляемость рабочих и создает сотрясение грунта, вследствие этого необходимо сооружение громоздких фундаментов.

Гидравлические прессы – машины статического действия со скоростью перемещения подвижных частей до 0,3 м/с. Усилие для деформирования заготовки создается рабочей жидкостью высокого давления (20-30 МПа). В результате развивается значительное усилие – до 200 МН. КПД этих машин составляет 6-8 %.

Механические прессы – машины статического действия со скоростью перемещения подвижных частей до 0,5 м/с. Деформирование заготовки происходит за счет энергии, накопленной массивным маховиком, который вращается от электродвигателя.

Винтовые прессы (фрикционные и гидровинтовые) по принципу воздействия на заготовку представляют собой машины промежуточного вида между прессом и молотом. Ползун винтового пресса в конце хода вниз производит удар со скоростью 1-3 м/с, что в 4-8 раз меньше скорости бойка молота.

Припуски и допуски на размеры поковок, изготовленных ковкой на молотах, назначаются согласно ГОСТ 7829-70, а изготовленных ковкой на прессах – по ГОСТ 7062–90.

Фасонные поковки массой свыше 100 кг и простые поковки массой свыше 750 кг предпочтительней изготавливать на гидравлических прессах.

3.3.3. Технологические особенности штамповки на молотах, прессах и горизонтально-ковочных машинах

Штамповка на молотах. Молоты различных конструкций применяют для горячей штамповки преимущественно в открытых штампах.

Штамповка на молоте экономически целесообразна в серийном производстве.

Крупногабаритные поковки массой свыше 60 кг из-за ограниченной мощности прессов могут быть отштампованы только на тяжелых штамповочных молотах. Наиболее распространены паровоздушные молоты двойного действия с массой падающих частей 0,5-35 тонн.

При штамповке на молотах возможно регулирование энергии удара, слабые удары могут быть нанесены с повышенной частотой. Деформирование в одном ручье осуществляется за несколько ударов. Большие скорости деформации при штамповке на молотах благоприятно сказываются на заполнении сложного рельефа штампа.

Молоты имеют малый КПД (не более 30 %). Они неэкономичны в эксплуатации при изготовлении мелких и средних поковок. Высокая стоимость молотовых установок связана с использованием котельных установок (для получения пара) или компрессорных станций и громоздких фундаментов.

Штамповку на молотах отличает невысокая производительность труда, низкая точность размера поковок (допуск достигает нескольких миллиметров), большой расход металла на напуски от штамповочных уклонов вследствие ограниченного применения выталкивателей. Сами уклоны составляют 7°-10°.

На молотах изготавливают заготовки весьма сложной формы, но без поднутрений и выступов, мешающих извлечению заготовки из штампов. Точность заготовок соответствует 15–17 квалитетам точности, а шероховатость поверхности находится в пределах .

Штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах. Кривошипные горячештамповочные прессы (КГШП) вытеснили молоты и получили распространение в крупносерийном и массовом производстве поковок сложной формы массой до нескольких сот килограммов. КГШП отличаются более высокой стоимостью, чем молоты, но приспособлены для высокомеханизированного и автоматизированного производства поковок, допускают эксцентричное расположение ручьев в штампе, снабжены нижними и верхними выталкивателями.

Нерегулируемый конец рабочего хода КГШП не позволяет деформировать заготовку в одном ручье за несколько ходов. Скорость в момент начала деформации этих прессов не превышает 0,6-0,8 м/с, усилие составляет 6200-120000 кН.

При штамповке на КГШП получают поковки, близкие по форме к готовой детали, с более точными размерами (по 13–16 квалитетам), особенно по высоте, чем при штамповке на молотах. Более совершенная конструкция штампов обеспечивает меньший размер смещения половин штампа, уменьшение припусков на 20-30 % (до 0,5-3,0 мм на сторону), напусков, штамповочных уклонов в 2-3 раза (до 3°-7°) и допусков. Вследствие этого повышается не только точность, но и коэффициент использования металла. По этой причине себестоимость поковок снижается на 10-30 % за счет уменьшения расхода металла и эксплуатационных затрат.

Производительность штамповки повышается примерно в 1,4 раза за счет сокращения числа ударов в каждом ручье до одного. КПД прессов примерно в 2 раза выше, чем КПД молотов. Прессы совершают 35-90 ходов в минуту. Шероховатость поверхности в таком случае составляет .

К числу основных недостатков КГШП относятся их высокая стоимость (примерно в 3-4 раза выше, чем молотов), меньшая универсальность, худшее заполнение глубоких полостей вследствие малой скорости деформации, более сложная конструкция, регулировка и эксплуатация штампов.

Штамповка на винтовых прессах. Ползун винтового пресса в конце хода вниз производит удар со скоростью 1-3 м/с. В результате низкой скорости деформирования в металле создается благоприятная схема напряженного состояния. Фрикционные прессы успешно используются при обработке мало пластичных (например, магниевых) сплавов. Сравнительно небольшая скорость деформирования в начале рабочего хода пресса и возможность применять вместо цельноблочных сборные штампы и разъемные матрицы, позволяют получать поковки весьма сложной конфигурации.

Читайте также  Оборудование для производства кабельной продукции

Винтовые фрикционные прессы изготавливают с номинальным рабочим усилием 400-16000 кН. Фрикционные прессы малопригодны для многоручьевой штамповки, поскольку значительные эксцентричные нагрузки здесь недопустимы. По этой причине это оборудование применяют чаще всего для одноручьевой торцовой штамповки в открытых и закрытых штампах, а также гибки и правки заготовок. Наличие большого хода у этих прессов (200-710 мм) позволяет штамповать высокие поковки.

Тихоходность и, как результат этого, низкая производительность прессов резко ограничивают их применение в крупносерийном производстве, но зато фрикционные прессы весьма удобны для получения заготовок малыми партиями. При изготовлении мелких поковок они способны заменить штамповочные молоты, кривошипные прессы и даже горизонтально-ковочные машины.

Гидровинтовые прессы развивают усилие от 1000 до 100000 кН. Прессы снабжены нижним выталкивателем и приспособлены для штамповки в разъемной матрице. Они менее быстроходны, чем винтовые фрикционные прессы, компактные и более мощные (энергия удара в десятки раз больше энергии наиболее крупных винтовых прессов). На гидровинтовых прессах получают поковки из алюминиевых сплавов с высокими ребрами толщиной до 0,5 мм при штамповочном уклоне 0,5° и радиусе закругления 0,3 мм. Достигаемая при этом точность соответствует 13–16 квалитетам, а шероховатость .

Помимо цветных сплавов, на гидровинтовых прессах обрабатывают поковки из мало пластичных сталей.

Штамповка на гидравлических прессах. Гидравлический пресс имеет неударный характер работы. Рабочий ход его ползуна осуществляется при очень небольшой, но постоянной скорости, обычно до 0,15-0,2 м/с. Штамповочные гидравлические прессы изготавливают с обычным или увеличенным рабочим ходом подвижной поперечины и снабжают гидравлическими выталкивателями, а также выдвижным столом для удобства перемещения и смены штампов мостовым краном. Гидравлический штамповочный пресс значительно дороже, тихоходней и менее производителен, чем штамповочный молот с эквивалентной массой падающих частей.

На гидравлических прессах штампуют поковки из черных и цветных металлов в тех случаях, когда не может быть использован молот: при штамповке крупных поковок с площадью проекции до 2,5 м 2 или массой свыше 350 кг; при штамповке заготовок из мало пластичных материалов, не допускающих больших скоростей деформации (титановые сплавы, некоторые жаропрочные стали и сплавы); в тех случаях, когда необходим очень большой рабочий ход пуансона; при различных видах штамповки выдавливанием. Гидравлические прессы используют также для штамповки металлов и сплавов с небольшой температурой начала штамповки (алюминиевые и магниевые сплавы). На этих прессах применяют цельноблочные и сборные штампы с открытыми и закрытыми ручьями.

Гидравлические штамповочные прессы изготавливают с номинальным рабочим усилием свыше 50000 и до 750000 кН для штамповки крупных поковок. Небольшие прессы с рабочим усилием 4000-5000 кН и выше применяют обычно для штамповки мало пластичных сплавов. На гидравлических прессах достигают точности размеров по 13–17 квалитетам, шероховатости поверхности , штамповочных уклонов 0,5°–4°.

Штамповка на горизонтально-ковочных машинах. Горизонтально-ковочные машины представляют собой горизонтальные кривошипные горячештамповочные прессы, развивающие усилие 6,3-125 МН. На ГКМ штампуют заготовки в открытых и закрытых штампах, штампах для выдавливания. Типичным процессом является многоручьевая высадка в закрытых двухразъемных штампах. Основным признаком штампов ГКМ является наличие двух взаимно перпендикулярных разъемов.

Поковки, изготавливаемые на ГКМ, обычно имеют форму тел вращения с прямой осью, направленной по оси исходного прутка. По форме они могут быть отнесены к двум основным группам: поковкам типа стержня сплошного сечения с одним или несколькими утолщениями и стержня со сквозным отверстием. У поковок первого типа в стержневой части площадь поперечного сечения должна быть постоянной, а утолщения, если они располагаются на концах поковки, могут быть полыми.

Заготовки, форма которых существенно отличается от формы тела вращения, на ГКМ обычно не штампуют. Поковки, изготавливаемые на ГКМ, по припускам и допускам ближе к поковкам, изготовляемым на кривошипных горячештамповочных прессах. Производительность этих машин приблизительно одинакова. Точность размеров поковок соответствует 13–17 квалитетам, шероховатость поверхности , штамповочные уклоны в матрицах составляют 1°–7°, а в пуансоне 0,25°–2°. Штамповка на ГКМ применяется в крупносерийном и массовом производстве для стальных и цветных поковок массой от 0,5 до 100 кг.

Недостатками ГКМ являются: ограниченная номенклатура (тела вращения) и масса (до 100-150 кг) поковок; необходимость применения исходного проката повышенной точности, а иногда и калибруемого, так как машина работает враспор.

Машины и инструмент для обработки металлов давлением

Для пластической обработки металлов используются молоты, прессы и давильные станки.

Различают следующие виды молотов: для свободной ковки (паровоздушные, воздушные, рычажные, пружинные) и для ковки в штампах (паровые, паровоздушные двухстороннего действия, падающие с фрикционными дисками и др.).

Кузнечные прессы делят на следующие виды: для резания, механические для ковки в штампах, кузнечные гидравлические, винтовые для гибки. Прессы для штамповки делятся на кривошипные, эксцентриковые, вытяжные; гидравлические прессы – на единичного, двойного, тройного действия, для штамповки диафрагм с гидравлической подушкой, для вытягивания. К ним относятся также давильные станки.

К основному кузнечному инструменту относятся: наковальня, ручной молот, зубило, пробойник, кузнечная оправка, инструмент для долбления, гладилка, гвоздильня, кузнечная форма и различного вида кузнечные клещи (рис. 37).

Рис. 37. Кузнечный инструмент для ручной ковки

К вспомогательным инструментам относятся: совковая и обычная лопаты, крючок, стальной лом, капельница и щетка (рис. 38) и др.

Рис. 38. Вспомогательный инструмент для обслуживания кузнечного горна

Основной инструмент для горячей обработки металлов давлением – это специальный кузнечный топор, надставка, закладочный материал, гладилка, подкладной штамп, пробойник, пережим, а также кузнечные клещи (рис. 39).

Рис. 39. Кузнечный инструмент для свободной механической ковки

Выдавливание – это формование листового металла по определенной деревянной или металлической модели, вращающейся на шпинделе давильного станка, с использованием специальных инструментов.

Различают два вида давильных станков: с люнетом и с крестовым суппортом.

Выдавливание листового материала (рис. 40, а, б) выполняется с помощью ручного или суппортного инструмента, называемого да-вильником. Ручной давильник куется из стального или латунного прутка с разной формой ручек – полированной и закругленной (рис. 40, в).

Рис. 40. Схема выдавливания (а, б) и ручной давильный инструмент (в)

При выдавливании на давильных станках используются следующие виды моделей: пустотелые, составные и эксцентриковые. Модели могут быть деревянные, стальные, чугунные, латунные или алюминиевые.

6. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СВАРКЕ [4]

Газовая сварка

Сваркой называется процесс получения неразъемного соединения металлов в результате нагревания их источником тепла до состояния оплавления в месте соединения, давления или трения. Сварку выполняют с добавлением или без добавления присадочного материала.

Различают следующие виды сварки: газовая, дуговая, электрошлаковая, стыковая электрическая, атомная, плазменная давлением, трением, кузнечная. В настоящее время все более широкое распространение получают такие новые виды сварки, как индукционная, ультразвуковая, диффузионная, в вакууме, электронно-лучевая в вакууме, лазерная, взрывом.

Газовая сварка – это сварка с использованием пламени, получаемого при сгорании смеси различных горючих газов с кислородом.

Горючим газом, используемым для сварки, может быть: ацетилен, водород, светильный газ, пары бензина и пары бензола. Используемый горючий газ определяет вид газовой сварки (например, водородная, ацетиленовая сварка).

К основному и вспомогательному оборудованию и инструменту, используемым при ацетилено-кислородной сварке, относятся: ацетиленовый генератор или баллоны с ацетиленом, кислородом, горелка с набором наконечников, резиновые шланги, редукторы, плоские ключи по размерам гаек редукторов, а также гаек, соединяющих наконечники шлангов и наконечники горелок, ключ к вентилям баллона с ацетиленом, щиток с темными очками, тележка для перевозки баллонов, стальная щетка, молоток и клещи. Рабочее место сварщика может быть стационарным и передвижным.

Перед закреплением редуктора на баллоне следует открыть вентиль баллона с целью его продувки. После установки редуктора на баллон необходимо слегка отвинтить регулировочный болт редуктора и плавно открыть вентиль. Резкое открытие вентиля баллона может вызвать повреждение редуктора. В обратном порядке следует выполнить все операции после окончания работы. Декомпрессия манометров наступает при открытии кранов горелки.

Не допускается обслуживание вентиля кислородного баллона и редуктора руками, загрязненными смазкой или маслом (или смазывание этих деталей). При соприкосновении сжатого кислорода со смазкой или маслом образуется взрывоопасная смесь.

Ацетилен – это горючий газ, в чистом виде бесцветный, без запаха и неядовитый (неприятный запах из-за примесей имеет промышленный ацетилен). Ацетилен для сварки получают в генераторах в результате взаимодействия воды и карбида кальция. При разложении 1 кг технического карбида кальция выделяется около 235–285 л ацетилена и 1675 кДж (400 ккал) тепла. Масса одного кубического метра ацетилена при температуре 0 °C – 1,17 кг. Температура ацетилено-кислородного пламени достигает 3200 °C. Ацетилен в сжатом состоянии (до 1,5 ата) и в смеси с кислородом или воздухом является взрывоопасным.

Ацетилен и карбид кальция должны храниться в отдельном сухом и проветриваемом помещении. Ацетиленовый генератор также должен находиться в отдельном помещении.

Читайте также  Оборудование для автоматизации склада

В зависимости от давления ацетилена различают генераторы низкого (0,001–0,01 Мн/м 2 , 0,01–0,1 ата), среднего (0,01–0,15 Мн/м 3 , 0,1–1,5 ата) и высокого давления (свыше 0,15 Мн/м 2 , 1,5 ата). По способу загрузки генераторы делятся на ручные и автоматические.

В зависимости от принципа взаимодействия карбида кальция и воды генераторы подразделяются на три разновидности: «карбид кальция в воду», «вода подается на карбид» и контактной системы «вытеснением».

Основные части генератора: емкости для карбида кальция, для воды и для газа. К вспомогательному оборудованию относится фильтр и водяной предохранительный затвор.

Существует три вида водяных предохранительных затворов: низкого, среднего и высокого давления. Водяные предохранительные затворы бывают мембранные и безмембранные. Наибольшее распространение получили мембранные затворы. Независимо от давления водяные предохранительные затворы делятся на магистральные (установленные на генераторе) и сетевые (в сети перед рабочим местом).

Ацетиленовый баллон служит для хранения растворенного ацетилена. Баллон изготавливается горячей глубокой штамповкой или сваркой из стального листа. Внутри баллон заполнен пористой массой (древесным углем). На шейке баллона указаны его техническая характеристика и дата испытания. В верхней части баллона находится стальной вентиль, к которому с помощью хомута и нажимного винта крепится редуктор. Стальной баллон содержит около 6 м 3 ацетилена, разведенного в ацетоне и сжатого под давлением 16 ата. При необходимости расходования более 800 л ацетилена в час последовательно соединяют два или три баллона.

Кислородный баллон емкостью 40 л предназначен для хранения 6000 л кислорода, сжатого под давлением до 15 Мн/м 3 (150 ата). Баллоны изготавливают из высококачественной стали и наполняют газом с помощью специального оборудования на специализированных предприятиях.

Кислородные баллоны окрашивают в голубой или синий цвет, а ацетиленовые – в белый. Ацетиленовый баллон немного ниже кислородного. Если краска стерта, кислородный баллон отличают от ацетиленового по запаху (открыть вентиль баллона), по звуку удара по баллону (кислородный баллон издает чистый звук), по высоте баллона и по вентилям.

Газовые шланги, как и газовые баллоны, окрашивают в различные цвета. В голубой или синий окрашены кислородные шланги, а в серый или красный – ацетиленовые.

Ацетиленовые шланги нельзя подсоединять к кислородным баллонам, и наоборот. Несмотря на то, что внутреннее сечение ацетиленовых шлангов составляет 8 мм, а кислородных – 6 мм, прочность ацетиленовых шлангов значительно меньше. Шланги длиной свыше 5 м нельзя использовать для генератора низкого давления, так как при этом давление ацетилена может снизиться. Соединение коротких отрезков шлангов должно быть прочным и герметичным. Новые шланги необходимо продувать.

Газовая горелка предназначена для смешивания в необходимых пропорциях горючего газа с кислородом и для формирования необходимого для сварки пламени определенных интенсивности, силы, размеров и формы.

По способу подачи газа и кислорода в смесительную камеру различаются горелки инжекторные или низкого давления и безинжектор-ные одинакового высокого давления газа и кислорода.

Горелки инжекторного типа (низкого давления) оснащаются сменными наконечниками от № 0 до № 7. При расходе ацетилена 25–2300 л/ч ими можно сваривать сталь толщиной от 0,2 до 30 мм. Безинжектор-ные горелки работают при давлениях ацетилена выше 0,5 ата.

При сварке можно пользоваться только исправной горелкой, прочно соединенной с рукояткой. Следует соблюдать следующие правила: не смазывать маслом детали горелки (грозит взрывом), наконечники содержать в чистоте, не выполнять самостоятельно никакого ремонта, использовать нужное давление кислорода, отверстие наконечника закрывать медной проволокой. Нарушение правил эксплуатации может привести к отдельному хлопку или продолжительной «стрельбе» горелки, к обратному удару пламени через камеру смешивания к ацетиленовому шлангу.

Ацетилено-кислородное пламя должно быть светлым с ограниченным ядром. При таком пламени на расстоянии 2–5 мм от ядра достигается температура около 3200 °C.

При избытке кислорода образуется ядро меньшего размера, пламя приобретает светло-фиолетовый цвет. При избытке ацетилена пламя светлое, удлиненное.

Для подготовки материала к сварке необходимо выполнить скос и зачистку кромок свариваемых деталей, их пригонку и предварительную прихватку, а также подогрев материала (в случае если он пружинит).

Скос кромок свариваемых деталей выполняется для того, чтобы сварщик имел возможность наплавить материал по всей толщине. На материалах толщиной до 4 мм скос не выполняется; они только зачищаются и подгоняются. На материалах толщиной более 4 мм делается односторонний скос в форме буквы Y, на материалах толщиной более 12 мм – двухсторонний скос в форме буквы X.

Различают три вида ацетиленовой сварки: влево, вправо и вверх. Кроме того, в зависимости от положения шва различаются горизонтальная, настенная (вертикальная), потолочная сварка, а также сварка под углом.

Газовой сваркой можно соединять металлические листы толщиной от 0,4 до 40 мм.

Сталь обычная (низкоуглеродистая – с малым содержанием углерода) сваривается хорошо и легко с помощью ацетилено-кислородно-го пламени. В качестве присадочного материала используют стальные прутки (табл. 26).

Таблица 26

Размеры наконечников горелок и диаметров прутков

Улучшения качества шва добиваются горячей ковкой (цвет ярко-красный) и отжигом. Как внутренние швы, так и швы внахлестку при сварке стальных листов толщиной боле 40 мм нужно выполнять электрической дугой. Среднеуглеродистые стали следует сваривать как можно быстрее, за один проход, так как может произойти выгорание углерода, перегрев стали и образование шлака в шве. После сварки высокоуглеродистой стали шов необходимо подвергнуть ковке при температуре 800 °C. После сварки и ковки изделия следует отжечь. Изделия из высокоуглеродистой стали отжигают при температуре 920 °C, а после остывания вновь отжигают при температуре 650 °C. Средне-углеродистую сталь отжигают при температуре 800 °C. Хромонике-левые и никелевые стали сваривают, используя флюсы, пасты и присадочные материалы. Стальные отливки с температурой плавления 1400–1500 °C сваривают так же, как сталь.

Чугун можно сваривать в холодном или в подогретом состоянии. Чтобы не было пережогов свариваемых изделий, их следует перед сваркой разогреть, а после сварки охладить в горячем песке или в золе.

Мягкий шов получают, сваривая изделия чугунными прутками с примесью кремния. Из-за большой текучести расплавленного чугуна сварка должна быть горизонтальной. Кроме того, ее нужно выполнять быстро, за один проход. Флюсы при сварке используются с целью образования шлака, который предохраняет расплавленный металл от адсорбции газов и образования пузырьков.

К наиболее часто встречающимся видам брака при сварке относятся: излишнее или недостаточное расплавление металла, пережог, окисление или науглероживание, прихватывание материала, излишек или недостаток присадочного материала в шве (пористость шва), уменьшение толщины стенок материала, а также низкое качество сварного шва в его начале и конце.

Дата добавления: 2015-11-12 ; просмотров: 1122 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Оборудование

Занятия кафедры проходят с применением современной вычислительной техники и передовых образовательных технологий: мультимедиа, систем электронного обучения, мощного методического обеспечения реализуемых образовательных программ.

Студенты обеспечиваются учебниками и учебными пособиями, в том числе через электронную библиотеку.

Список оборудования кафедры ОМД

Название

Описание

Вальцы ручные CHINETTI LF100DP

Прокатка полос, лент или проволоки различного диаметра.

Диаметр валков: 55 мм;

Длина валков: 100 мм;

Максимальный зазор между валками: 5,5 мм.

Вальцы электромеханические CHINETTI LM 120

Электромеханические вальцы для проката проволоки, полосы и прутка. Смазка — принудительная, автоматическая.

Длина валков: 120 мм;

Диаметр валков: 65 мм;

Толщина проката: 16 мм;

Ширина проката: 60 мм;

Скорость прокатки: 18 об./мин;

Электропитание: 380 В/50 Гц;

Мощность: 1,1 кВт.

Пресс гидравлический цифровой STEEL ST-10D

Пресс предназначен для выполнения различных операций холодной штамповки: отрезки, вырубки, пробивки, гибки, рельефной формовки и др.

Номинальное усилие прессования: 10000 кг;

Максимальное усилие прессования: 8000 кг;

Максимальный ход пуансона: 125 мм;

Мощность электродвигателя: 5,5 кВ;

Печь муфельная СНОЛ 4

Лабораторная печь электросопротивления 3 кВт.

Печь муфельная СНОЛ 6/11-В

Лабораторная печь электросопротивления 2,2 кВт.

Лабораторная отрезная машина ATM Brilliant 250

Полуавтоматическая резка слитков и больших заготовок.

Максимальный размер образца Ø 110 мм;

Посадочный диаметр вала Ø 32 мм;

Вертикальное перемещение (Y‐ось) 125 мм;

Горизонтальное перемещение (Х‐ось) 250 мм;

Размер стола ШxГ 380×250 мм, нержавеющая сталь (Z‐ось неподвижная).

Прецизионная отрезная машина ATM Brilliant 220

Полуавтоматическая нарезка образцов и заготовок для фольг под просвечивающую электронную микроскопию.

Макс. Размер образца Ø 110 мм;

Посадочный диаметр вала Ø 32 мм;

Вертикальное перемещение(Y‐ось) 125 мм;

Горизонтальное перемещение (Х‐ось) 250 мм;

Размер стола ШxГ 380×250 мм, нержавеющая сталь (Z‐ось неподвижная).

Ручная шлифовально-полировальная машина ATM Saphir 360

Ручная шлифовка и полировка образцов.

Рабочие диски: Ø 200‐300 мм;

Потребляемая мощность: 1,6 кВт;

Скорость: 50‐600 об/мин;

Подача воды: 1x R½»» макс. 6 бар (нет пиков давления воды).

Автоматическая шлифовально-полировальная машина ATM Saphir 560

Полуавтоматическая шлифовка и полировка образцов.

2‐дисковый шлифовально‐ полировальный станок с головой Rubin 520;

Рабочий диск Ø 200‐300 мм;

Образцы/Одиночное давление 1‐6 образцов Ø 50мм;

Читайте также  Оборудование для гидроизоляции жидкой резиной

Индивидуальное давление 5‐100 Н;

Центральное давление в зависимости от держателя;

Потребляемая мощность 4,6 кВт (индив. контроль);

2,7 кВт (парал. контроль);

Частота вращения диска 50 ‐ 450 об/мин.

Ленточная шлифовальная машина ATM Jade 700

Грубая ручная шлифовка образцов и заготовок.

Две ленты для шлифования;

Ручная центровка ленты;

Алюминиевый корпус с порошковым покрытием;

Машина для электрохимического травления и полировки ATM Kristall 620

Электрохимическое травление и полировка образцов.

Возможность выбора полирования или травления;

Регулируемое время и напряжение полирования;

Рабочий ток ‐ постоянный, саморегулируемый;

Возможность включения двойного напряжения полировки;

Ограничение силы тока;

Возможность подключения внешнего устройства для травления;

Диапазон регулирования 0‐60 сек;

Полирование 0‐60 В / 0‐120 В 0‐20 A.

Ультразвуковая ванна Bandelin Sonorex.

Чистки, дегазирование и образцов.

PZT- пъезоэлемент, преобразующий электрическую энергию ультразвукового генератора в механические колебания (с большой площадью колебательной системы);

Высокочастотная мощность 35 кГц;

Таймер 1 — 15 минут и возможность непрерывной работы;

Корпус изготовлен из нержавеющей стали.

Механический профилометр TR200 Time Group Inc.

Измерение шероховатости поверхностей образца и готовых изделий.

Многопараметровые измерения: Ra, Rz, Ry, Rq, Rm, Rt, R3z, Rmax, Sk, S, Sm, tp;

Высокоточный индуктивный датчик;

Четыре метода фильтрации: RC, PC-RC, GAUSS и DP;

Совместим с четырьмя стандартами: ISO, DIN, ANSI и JIS;

128×64 точечная матрица LCD отображает все параметры и графики;

Встроенный стандартный RS232 интерфейс для соединения с ПК.

Твердомер Викерса HVS-10 Time Group Inc

Измерение твердости образцов по Виккерсу.

Испытательные нагрузки: 62.5 кгс (612.9Н), 100 кгс (980 Н), 125 кгс (1226 Н), 187.5 кгс (1839 Н), 250 кгс (4903 Н), 705 кгс (7355 Н), 1000 кгс (9807 Н), 1500 кгс (1471 Н), 3000 кгс (29420 Н);

Индентор — шарик диаметром: 2.5 мм, 5 мм, 10мм;

Увеличение микроскопа: 20х;

Минимальная цена деления микроскопа: 0.005 мм;

Максимальная высота образца: 220 мм;

Расстояние от центра индентера до стенки: 135 мм;

Время удержания нагрузки: регулируемая,

Диапазон измерения твердости:

Твердомер Роквелла TH301 Time Group Inc

Измерение твердости образцов по Роквеллу.

Испытательные нагрузки: Предварительная нагрузка: 10кг (98.07 Н);

Общая нагрузка: 60 кг (588.4 Н), 100 кг (980.7 Н), 150 кг (1471 Н);

Индентор — алмазный конус с углом при вершине 120º, шарик диаметром 3.2мм (1/8’’), 6.4 мм (1/4″), 12.7 мм (1/2″);

Диапазон измерений твердости по шкалам Роквелла:

при нагрузке 588.6 Н HRA от 20 до 88;

при нагрузке 981 Н HRB от 20 до 100;

при нагрузке 1471.5 Н HRC от 20 до 70.

Разрешающая способность: 0.1 HR по шкале Роквелла;

Рабочее пространство: по горизонтали — 150 мм, по вертикали — 250 мм.

Твердомер Бринеля TH-600 Time Group Inc

Измерение твердости образцов по Бринеллю.

Испытательные нагрузки: 0.3 кг (2.94 Н), 0.5 кг (4.9 Н), 1 кг (9.8 Н), 3 кг (29.4 Н), 5 кг (49.0 Н), 10 кг (98.0 Н);

Индентор — алмазная пирамида;

Увеличение микроскопа: 200х (для измерений), 100х (для наблюдений);

Минимальная цена деления микроскопа: 0,0625 мкм;

Максимальная высота образца: 160 мм;

Расстояние от центра индентора до стенки: 135 мм;

Время удержания нагрузки: регулируемая,

Диапазон измерения твердости: 8HV0.3 — 2900 HV10.

  • О кафедре
  • Учебная деятельность
  • Образовательные программы
  • Научная деятельность
  • Контакты
  • Участие в федеральных целевых программах и грантах
  • Публикации
  • Партнеры
  • Достижения и перспективы
  • Сотрудники
  • Оборудование

Нашли опечатку?
Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter. Спасибо за участие!

Сервис предназначен только для отправки сообщений об орфографических и пунктуационных ошибках.

Коронавирус:
Горячая линия НИТУ «МИСиС»
доб. 50539

«Горячая линия» Ситуационного центра Минобрнауки России
+7 495 198-00-00

Основные способы обработки металлов давлением

Основные понятия обработки металлов давлением: сущность технологии и особенности производственного процесса. Разница между холодным и горячим методами обработки. Основные виды обработки металлов давлением.

Обработку металлов давлением активно используют в современной промышленности. Данная отрасль металлообработки основана на пластичной деформации материала под действием внешних сил. Особенностью технологии является повышение физических и механических свойств в процессе изменения формы заготовки.

Деформация может быть упругой или пластичной. В первом случае после прекращения воздействия внешних сил заготовка восстанавливает первоначальные размеры. Во втором случае изделие сохраняет полученную форму. Полное изменение формы заготовки является суммой упругой и пластинчатой деформаций.

Технология обработки металлов давлением

Сущность обработки давлением заключается в изменении первоначальной формы заготовки под действием внешних сил. Такой метод позволяет получать изделия сложной формы. Вместе с этим улучшается кристаллическая структура материала и повышаются его механические свойства.

Способы обработки металлов давлением отличаются степенью нагрева заготовки. Холодный метод характеризуется температурой, значение которой ниже порога рекристаллизации металла. В этом случае для изменения формы к заготовке необходимо прикладывать значительные усилия. Горячий вид обработки отличается высокой степенью нагрева заготовки, который превышает температуру рекристаллизации.

Холодную штамповку считают экономным технологическим процессом. Уровень отходов металла не превышает 10 %. Для горячей обработки этот показатель составляет 20–25 %. Для сравнения: при механической металлообработке заготовок уровень отходов в виде стружки может достигать 50 %.

Рассмотрим основные способы обработки металлов давлением, а также особенности технологических процессов.

Прокатка металлов

Комплекс оборудования по производству деталей называется прокатным станом. С его помощью выпускают детали как холодным, так и горячим способом.

Существует три способа прокатки:

  1. Продольная. Самый популярный метод обработки. Заготовку пропускают между двумя валками, которые вращаются в противоположные стороны. Изменение размеров готового проката производят путем регулировки зазора между рабочими элементами.
  2. Поперечная. Способ характеризуется отсутствием поступательных движений в процессе обработки. Применяется для изготовления деталей цилиндрической формы: шаров, втулок и прочих тел вращения.
  3. Поперчено/продольно-винтовая. Валки располагаются под определенным углом к заготовке. Таким образом металлу придают вращательное и поступательное движение. С помощью винтовой прокатки изготавливают сверла, цельнокатаные трубы, оси, а также изделия полой структуры.

На долю данной технологии приходится около 80 % всей выплавляемой стали. Поэтому методы производства постоянно совершенствуются. Например, на передовых предприятиях сейчас внедряют технологию бесконечной холодной прокатки. Для этого на стан устанавливают сварочную машину. Она соединяет рулоны или заготовки между собой. Таким образом на стан поступает фактически «бесконечная» полоса.

Ковка

Технологический процесс состоит из следующих этапов:

  1. Разделка слитка на части заданных размеров.
  2. Порубка – операция обработки наружной поверхности заготовки.
  3. Получение чернового варианта изделия. Для этого удаляют лишний материал.
  4. Удлинение детали путем уменьшения ее поперечного сечения. Такую операцию называют вытяжкой.
  5. Пробой отверстий необходимого диаметра выполняют с помощью специального инструмента.
  6. В случае необходимости изделию придают изгиб с помощью шаблона.
  7. Завершающие операции. Это может быть чеканка, изменение рельефа или создание надписи на изделии.

Для ковки в промышленных условиях используют плоские бойки, которые представляют собой параллельные плиты и гидравлический пресс.

  • улучшение механических свойств;
  • возможность обработки деталей больших размеров, массой до 250 тонн;
  • высокая автоматизация;
  • низкая себестоимость производства.

Прессование

Методом прессования изготавливают детали с различным профилем. В качестве основного материала используют металлы с высокой хрупкостью:

  • медь;
  • алюминий;
  • олово;
  • магний;
  • титановые сплавы.

Использование сменной матрицы позволяет изготавливать детали различной формы.

Волочение

Самый востребованный метод в трубном производстве. Суть производственного процесса заключается в протягивании болванки через фильеру. Так называют специальные волоки, размер которых меньше поперечного сечения заготовки.

Наиболее распространенными методами волочения являются:

  • безоправочное;
  • профилировочное;
  • длиннооправочное;
  • короткооправочное;
  • на самоустанавливающейся оправке.

В зависимости от требований технологического процесса заготовку могут подвергнуть предварительному нагреву. При использовании болванки большого размера ее могут пропускать через несколько фильер с постепенным уменьшением величины сечения.

Валки обычно изготавливают из инструментальной стали или твердых сплавов.

С помощью волочения можно изготовить детали с высокой точностью, например проволоку толщиной несколько микрометров.

К слиткам для волочения предъявляют повышенные требования, поскольку большая часть дефектов переходит на готовое изделие.

Основным недостатком безоправочного волочения при производстве труб является низкое качество внутренней поверхности.

Объемная штамповка

Термин объемная указывает на то, что геометрия и габариты заготовки меняются одновременно в двух или трех измерениях.

В качестве проката чаще всего используют материалы круглого или прямоугольного сечения.

Листовая штамповка

Листовую штамповку применяют для изготовления большого количества идентичных деталей высокой точности. В качестве материала применяют различные металлы и сплавы, а также некоторые виды пластмасс.

Существует множество разновидностей рабочего оборудования:

  • кривошипно-шатунные;
  • гидравлические;
  • радиально-ковочные;
  • электромагнитные.

Диапазон применения технологии очень широк: от производства тонкостенных корпусов для бытовой техники до изготовления элементов крупных морских судов.

Обработка металлов давлением – востребованная технология в современной промышленности. Ее используют как для изготовления заготовок, так и в качестве способа производства готовых изделий. Сейчас наиболее востребованным методом обработки металлов давлением является прокатка. Возможна ли ситуация, когда на первый план выйдут другие технологии? Напишите ваше мнение в блоке комментариев.