ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.06.2020
Просмотров: 810
Скачиваний: 4
Введение
Лекция
План:
1. Общие сведения об обработке металла давлением
2. История развития технологии обработки металла давлением
Металл, используемый в народном хозяйстве, имеет разную форму, разные размеры и физические свойства; Форма металлических изделий может быть простой (лист, лента, проволока) и очень сложной (корпус насоса, коленчатый вал двигателя самолета, автомобиля). О разнообразии размеров металлических изделий можно судить по следующим примерам: листы (плиты) могут, быть толщиной 500 мм и более, а ленты — толщиной 2 мкм и менее; масса деталей гидротурбин и блюмингов достигает нескольких десятков тонн.
Широкое промышленное применение имеют следующие методы придания металлу формы: литье, обработка резанием и обработка давлением.
Основные задачи всех технических процессов обработки металлов давлением — придание металлу требуемой формы, размеров и определенных физико-механических свойств.
Теория обработки металлов давлением — прикладная инженерная дисциплина, разрабатывающая общие основы рационального построения и анализа технологии всех технических процессов обработки металлов давлением. На основе общих положений теории обработки металлов давлением в соответствующих специальных курсах излагают вопросы теории и технологии отдельных видов обработки давлением.
В задачи теории обработки металлов давлением входит определение условий деформации, обеспечивающих: 1) наивысшую пластичность металла и тем самым возможность максимальной деформации в каждой операции обработки металла;
2) получение заготовок или изделий с оптимальным сочетанием физико-механических свойств:
3) обработку при наименьших усилиях и расходе энергии.
Обработка металлов давлением основана на пластичности металлов и сплавов. Пластичностью называют способность металлов остаточно изменять свою форму, деформироваться без разрушения под влиянием внешних усилий.
Развитие обработки металлов давлением началось с ковки самородных металлов и, вероятно, раньше, чем человек научился выплавлять металлы.
Железо, судя по данным раскопок в Египте, стало известно не позднее 4500 лет до н. э. Первые изделия из метеоритного железа получали ковкой.
Следующим по времени освоения процессом обработки металлов давлением было волочение. В III—IV тысячелетии до н. э. в Вавилоне при изготовлении украшений из благородных металлов применяли волочение и возможно плющение проволоки.,
На территории СССР в ХШ в. до н, э. были известны орудия в и оружие из железа. Железо получали прямым восстановлением руд в сыродутных печах в форме губчатых криц, из которых ковали всевозможные изделия. .
Металлографическое и рентгенографическое изучение железных изделий археологических памятников показало, что к X- XIІІ вв. н. э. техника обработки железа на Руси достигла большого совершенства. В это время широко применяли наряду со свободной ковкой кузнечную сварку, пайку медью, полировку, цементацию, термическую обработку (закалка, отпуск). Кузнечной сваркой получали многослойные мечи из полос из стали с различным содержанием углерода, наваривали стальные лезвия на железные топоры. Для изготовления кольчуг применяли волочение проволоки из мягкой стали.
Переход от сыродутного способа получения железа к доменному, производству чугуна с последующим переделом его в железо в кричных горнах явился большим шагом вперед. Создаются государственные металлургические заводы на Урале (1630 г.), начинается применение водяных двигателей для привода молотов и волочильных станков (1644 г.).
Разбитие металлургии в России особенно ускоряется при Петре I. На Урале строят казенные и частные заводы для выплавки меди и чугуна. К тридцатым годам XVIII р. Россия не только догнала западные страны по выплавке чугуна, но и опередила их и заняла первое место в мире.
В конце XVII — начале XVIII вв. для обработки давлением железа начинают применять прокатные станы. Для обработки цветных металлов (свинец, золото, серебро, медь) прокатные станы начали применять значительно раньше. Первое упоминание о стане для прокатки свинца имеется в трудах Леонардо да Винчи в 1495 г. Судя по тому, что Леонардо да Винчи приводит чертеж довольно сложного прокатно-волочильного стана для изготовления стальных полос переменной толщины, процесс прокатки в то время был достаточно широко распространен.
Однако до конца XVIII в. прокатку применяли для отделки предварительно откованных железных полос. Для уменьшения толщины кованых полос применяли прокатные станы дуо с цилиндрическими валками, называвшиеся тогда «плющильными машинами».
В конце XVIII в. были сделаны крупные изобретения, способствовавшие значительному прогрессу в металлургии, в частности в обработке давлением. Было изобретено пудлингование, позволившее получать железо в больших количествах, лучшего качества и более дешевое. Изобретение паровых машин для привода заводских механизмов (Ползунов в 1760 г. и Уатт в 1784 г.) позволило создать мощные воздуходувки, обеспечившие получение чугуна на коксе взамен древесного угля.
Паровые машины для привода прокатных станов позволили обрабатывать железо из пудлинговых криц, минуя ковку. Началом применения прокатки для обработки железа считается 1784 г. В 1839 г. был создан паровой молот. Указанные усовершенствования привели к значительному росту выплавки чугуна в начале XIX в. в западных странах, особенно в Англии, и к сокращению импорта железа из России. В связи с этим в первой четверти XIX в. выплавка чугуна в России снижается.
Развитие железнодорожного строительства в XIX в. потребовало большого количества стали для изготовления, паровозов, вагонов, мостов, рельсов. Изобретение бессемеровского (1855 г.) и мартеновского (1865 г.) способов производства стали обеспечило ее получение й большом количестве и в виде крупных слитков. Для их обработки потребовались мощные прокатные станы, молоты и прессы. Применение электродвигателей в конце XIX в. явилось дальнейшим шагом вперед в развитии металлургии и особенно в обработке металлов давлением.
Так, в 1913 г. было прокатано 3,5 млн. т стали, практически отсутствовало производство качественной конструкционной стали, не выло ни одного непрерывного прокатного стана, штамповка только начинала развиваться, производительность агрегатов была низкий.
В восстановительный период к 1928 г. был достигнут довоенный уровень производства стали и проката.
Был построен ряд новых металлургических заводов (Магнитогорский, Кузнецкий, Запорожский), осуществлена коренная реконструкция старых заводов, создана качественная металлургия, построены заводы тяжелого машиностроения. Строительство и реконструкцию заводов проводили с учетом новейших достижений техники — были построены непрерывные станы, блюминги для прокатки крупных слитков, проведена работа по механизации технологических операций и электрификации оборудования. В результате этих мероприятий производстве проката к 1940 г. достигли 13,1 млн. т.
Строительство тракторных, автомобильных, авиационных и других заводов сопровождалось созданием на них современных цехов объемной и листовой штамповки. Получили большое развитие процессы волочения и прессования.
Способы получения формы изделий
Лекция
План:
1. Классификация изделий получаемых при ОМД
2. Суть способов ОМД
Определенность формы—характерное свойство твердых тел в отличие от газов и жидкостей, которые собственной формы не имеют и принимают форму заполняемого ими сосуда, резервуара.
а – прокатка, б – волочение, в свободная ковка, г – штамповка, д – прессование
По Павлову существует три группы получения формы изделий.
Первая группа — с удалением избытка массы исходной заготовки(токарная обточка, строжка, фрезеровка, сверление, вырубка, вырезка, шлифовка, полировка, электролитическое растворение и т. д.) Способы первой группы находят широкое применение в качестве завершающих чистовых, отделочных операций, а форма заготовки предварительно приближается к форме готового изделия с помощью других, более экономичных процессов.
Вторая группа — с наращиванием исходной массы заготовки (отливка слитков или фасонных изделий, спайка, спекание, склепывание, склеивания и др.). Отходы металла при таких способах образования формы не являются неизбежными.
Третья группа — образование формы изделий с сохранением исходной массы заготовки постоянной. В эту группу относятся все виды ОМД прокатка, ковка, штамповка, волочение, прессование.
Прокатка это вид ОМД, при которой металла деформируется во вращающихся валках. С помощью прокатки получают прутки и полосы с поперечным сечением разнообразной формы — круглые, квадратные, прямоугольные, угловую сталь, двутавровые балки, швеллеры, железнодорожные рельсы, листовой металл, трубы и др.
Сущность прессования заключается в том, что слиток или заготовка металла закладывается в контейнер, дно которого образует матрица с отверстием. Усилием прессшайбы деформируемый металл выдавливается через отверстие матрицы, образуя пруток, поперечное сечение которого соответствует форме отверстия матрицы. Прессованием получают прутки и трубы из цветных, а в отдельных случаях и из черных металлов.
Волочение — протягивание деформируемого металла через сужающееся отверстие неподвижной матрицы (волоки). При этом уменьшается поперечное сечение протягиваемого металла и увеличивается его длина. Обычно волочению подвергается холодный металл. Волочением изготовляют проволоку, тонкие и тонкостенные трубы, прутки и штанги.
Ковка осуществляется периодическими ударами молота или плавными нажатиями пресса. При свободной ковке рабочая поверхность инструмента (бойков) плоская, в отдельных случаях — закругленная в виде выпуклости или вогнутости. После каждого одного-двух ударов молота обрабатываемый металл перемещается или поворачивается.
Штамповка — разновидность ковки — производится в штампах, представляющих собой бойки, на рабочей поверхности которых вырезаются углубления — ручьи. Образуемая ручьями двух штампов полость имеет размеры и форму штампуемого изделия. Заложенная в штампы заготовка по мере деформации заполняет полость штампа и приобретает нужную форму. Избыток Металла выжимается в расположенную вокруг разъема штампа канавку, образуя заусенец (облой), который в дальнейшем обрезается в отходы.
Важным достоинством всех процессов обработки металлов давлением является их положительное влияние на механические свойства обрабатываемого металла.