Виды и способы обработки металлов давлением - www.rocta.ru
mail
stanok
lines1
lines2
О компании Написать письмо Информация Контакты
rosta-w
тел: 8-908-135-59-82; (473) 239-65-79; 8-800-707-53-38 (Звонок по РФ бесплатный)
 

Обработка металлов давлением – ОМД: особенности технологии

Пластичность металла позволила внедрить обработку давлением. В результате механического воздействия на лист либо брусок получается заготовка или готовая деталь, которая по всем техническим характеристикам будет максимально соответствовать эталону. Данный метод используют в производстве самолетов, разных типов автомобилей и оборудования, в отраслях металлургии. Существует несколько способов воздействия давлением, рассмотрим их подробнее.

Физические основы обработки металлов давлением

В основу метода положена физическая особенность атомной кристаллической решетки. При надавливании на атомы нагрузкой, превышающей максимальную упругость решетки, возникает необратимое смещение атомов по направлению воздействующей на них силы. Таким образом, происходит деформация поверхности. Данная технология изменяет физические и физико-химические свойства заготовки. Существуют два способа обработки металлов давлением:

  • горячий – при высокой температуре, не допускающей рекристаллизацию и плавление;
  • холодный – при пониженной температуре, не допускающей рекристаллизацию.
раскаленный метал

Рассмотрим общую характеристику процессов обработки металлов давлением. При воздействии на болванку физической силой деформация осуществляется в сторону наименьшего сопротивления. Смещение происходит под влиянием силы скольжения, возникающей за счет перемещения пластов при точечном воздействии на материал физической силой. При этом объем заготовки остается постоянным, меняется только форма.

На процессы влияет множество сопутствующих факторов, в том числе химический состав. Чистые материалы более пластичны по сравнению с их сплавами. При повышении скорости воздействия на брусок сначала пластичность уменьшается, но при дальнейшем увеличении скорости – возрастает. При нагревании он становится более пластичным, при этом прочность его снижается

Для чего необходима ОМД

Сущность обработки металлов давлением состоит в воздействии на материал с определенной силой, придающей бруску нужную конфигурацию и габариты. По окончании процесса предмет сохраняет новые полученные свойства. Готовая деталь полностью соответствует размерам и конфигурации эталону. Степень деформации, воздействующая на болванку, также влияет на качество обработки. Превышение предельно допустимого давления приводит к появлению дефектов на изделии, которые проявляются в виде трещин, расколов и прочих нарушений целостности бруска.

Основные способы обработки металлов давлением



раскаленный метал под давлением

К видам обработки металлов давлением относят волочение, ковку, штампование, прессовку, прокатку. Каждый из них может реализовываться несколькими методами в зависимости от разновидности изделия, которое планируется получить. При работе со сталью дополнительно для улучшения ее характеристик применяют разнообразные способы термического воздействия, например, закалку и отпуск. Для производства предметов сложной конфигурации используют 2-3 метода ОМД.

Ковка

Представляет собой точечное воздействие на горячее изделие физической силой. Сырье предварительно накаливают в печи до определенной температуры, после чего оно становится податливым. Нужная форма заготовке придается молотком на наковальне. Деталь не ограничивается в пространстве и в процессе воздействия молотком изменяет свое положение в пространстве.

раскаленный метал ручная ковка

Существует два вида ковки. Первым способом обработки металла давлением является ручная ковка. Она уместна для изготовления нескольких единиц изделий. При воздействии на материал ручным молотом изменяется кристаллическая решетка, кристаллы размельчаются и равномерно распределяются, убирается уплотнение в решетке, вследствие чего материал становится волокнистым. Чтобы заготовка не прыгала по наковальне, в качестве держателя может использоваться подкладной инструмент.

раскаленный метал ковка машинным способом

Назначение процесса обработки металла давлением машинным способом ковки – взаимодействие с крупными болванками весом до 100 тонн. Промышленные молоты обладают массой от 40 кг до 5 тонн. Для манипулирования заготовками, вес которых достаточно внушителен, используют манипуляторы и кантователи. Требуемую форму болванки получают при обработке кузнечным инструментом. Обжимка позволяет удалить пустоты, образовавшиеся в бруске после литья, после чего формируют заготовки нужных параметров для дальнейшей отделки в соответствии с техническими процессами.

Прокатка

Выполняется с помощью специализированного оборудования – прокатного стана. Существует несколько модификаций станков с валиками различной формы, позволяющие создать изделия разных типов: тонкие листы, проволоку, трубы, тройники, отводы и другие фасонные изделия. Прокатка возможна горячим и холодным методом. С помощью вращающихся валиков материалу придается нужная конфигурация. Существует несколько способов обработки металлов давлением с прокаткой:

  • Поперечная – уместна для получения шаров, цилиндров, шестерен, втулок и прочих тел вращения, заготовка с круглым сечением вращается в обратном направлении по отношению к валикам. Тело удерживается между валиками специальным приспособлением, а придание предмету нужного диаметра выполняется профилировкой валков.
  • Продольная – используется для изготовления листового металла и профильного проката, валики перемещаются в разные стороны относительно друг друга, а деформируемое изделие протягивается между ними.
  • Поперечно-винтовая – пригодна для производства труб, пустотелых изнутри. Валики размещаются под углом по отношению друг к другу. Они вращаются в одном направлении, а заготовка продвигается поступательными движениями.
прокатка

Для обработки металлов и сплавов давлением с прокаткой устанавливают два типа валков: ручьевые и гладкими. Первый тип оснастки необходим для калибровки и изготовления проката высшего сорта, второй – для формирования листовых изделий и лент. Изменение расстояния между валками регулируется нажимным механизмом, который меняет положение осей относительно друг друга.

Волочение

Волочение по принципу воздействия напоминает прокатку. Для этой цели применяют волочильные станки. Это специальный машинный комплекс с волочильным глазком, который уменьшает диаметр заготовки при пропускании сырья через него, увеличивая его длину. Волочильный глазок имеет непостоянный номинал сечения и внешне напоминает воронку. Материал продвигается через глазок и приобретает нужные параметры.

волочение

Обработка металлов под давлением волочением выполняется сухим или мокрым способом, при этом возможен горячий и холодный метод производства. В первом случае используется мыльный порошок, во втором – специальная эмульсия с мыльным раствором. Материал может проходить однократное волочение либо многократную процедуру с целью постепенного уменьшения сечения изделия. Данным методом получают пустотелые профили, трубы диаметром 0,2-20 мм, проволоку сечением до 16 мм, листовые заготовки.

Штамповка

Штамповка выполняется на молоте либо прессе. Данный метод пригоден для формирования заготовок одинакового размера и конфигурации. Готовая продукция не нуждается в последующей подгонке резанием, точением и прочими фрезерными операциями. К основным видам обработки металлов давлением принадлежит объемная штамповка и листовая. Первый тип отделки используется для серийной чеканки монет, второй – для формирования плоских изделий толщиной до 5 мм.

Объемная штамповка возможна с использованием открытых и закрытых штампов в зависимости от того, какой инструмент используется при обработке металла давлением. В открытых конструкциях между подвижными элементами предусмотрен технологический зазор для удаления избыточного материала. После каждой процедуры такие штампы тщательно очищают. Данный способ уместен в ситуациях, когда к массе заготовки не выставлены требования.

Штамповка

Закрытые штампы не оснащаются технологическим зазором, поэтому металл помещается в закрытое пространство без возможности утечки. Такой способ применим для заготовок, где нужно четко соблюсти технические регламенты. Масса заготовки тщательно вымеряется непосредственно перед процедурой.

При листовой штамповке используется вырубка и формообразующие операции. В качестве материала используют полосы, ленты и листы, полученные прокаткой. Обработка производится на гидравлических и кривошипных прессах, на которые устанавливают специальные штамповочные матрицы и пуансоны. К качеству оснастки выдвигаются жесткие требования, поэтому готовые детали получаются высокого качества и по всем показателям соответствуют эталону.

Данная технология применяется во всех отраслях промышленности. С помощью нее получают изделия различного размера: от крупных элементов кузова автомобиля до мельчайших деталей в электронике. Готовая продукция, полученная листовой штамповкой, не обрабатывается дополнительно.

Прессование

Предполагает вытеснение материала силой из специальной формы, в которую он заранее укладывался. В заготовке имеются отверстия определенного диаметра, что позволяет получать прутки заданного сечения. Данным методом обрабатывается алюминий, медь, цинк и прочие мягкие и хрупкие материалы.

Прессование

Прессовка производится горячим либо холодным методом. Первый способ уместен для твердых и тугоплавких металлов и сплавов, содержащих титановые и никелевые вкрапления. Болванка и инструмент предварительно разогреваются. Второй метод используют для оловянных и медных материалов, а также сырья из чистого алюминия. Оба варианта прессования дают возможность получить изделия различной конфигурации, в том числе с ребрами различной конфигурации, постоянным профилем по длине или периодическим.

Преимущества обработки ОМД

Производство заготовок из черных и цветных металлов требует больших трудозатрат. Деформация заготовок вручную уместна для получения единичных изделий. Основы технологии литья и обработки металлов давлением позволили наладить серийное производство с использованием специализированного оборудования. В сочетании с термическим воздействием создаются детали с улучшенными характеристиками: прочностью, жесткостью, повышенной износоустойчивостью.

ОМД

Преимущества обработки металлов давлением – плавное перемещение частиц при влиянии физической силы. Заготовка получает нужную конфигурацию и габариты без существенного перерасхода материала. Во многих случаях для получения требуемых параметров достаточно одной процедуры. Некоторые методы дают возможность получить изделия с идеальной поверхностью, не нуждающейся в какой-либо дополнительной флифовке. Изготовление продукции выполняется в кратчайшие сроки, при этом заготовка по размерам и конфигурации полностью соответствует эталону.

Помимо данного метода воздействия, следует выделить ленточное пиление. Данный способ позволяет получать изделия необходимых размеров и форм практически без отходов. К тому же такой метод является одним из наиболее быстрых и эффективных. Ознакомиться с оборудованием вы можете на страницах каталога компании «Роста».



Наша продукция: