1. Фізика процесу обробки металів тиском
2. види обробки
3. прокатка
4. кування
5. пресування
6. волочіння
7. об'ємне штампування
8. Листове штампування

ОМД, або обробка металів тиском, можлива завдяки тому, що такі матеріали відрізняються високою пластичністю. В результаті пластичної деформації з металевої заготовки можна отримати готовий виріб, форма і розміри якого відповідають необхідним параметрам. Обробка металу тиском, яка може виконуватися за різними технологіями, активно використовується для випуску продукції, яка застосовується в машинобудівній, авіаційній, автомобілебудівної та інших галузях промисловості.

Обробка листового металу тиском на прокатному верстаті

Фізика процесу обробки металів тиском

Сутність обробки металів тиском полягає в тому, що їх атоми такого матеріалу при впливі на них зовнішнього навантаження, величина якої перевищує значення його межі пружності, можуть займати нові стійкі положення в кристалічній решітці. Таке явище, яким супроводжується пресування металу, отримало назву пластичної деформації. У процесі пластичної деформації металу змінюються не тільки його механічні, але і фізико-хімічні характеристики.

Залежно від умов, при яких відбувається ОМД, вона може бути холодною або гарячою. Відмінності їх полягають у наступному:

1. Гаряча обробка металу виконується при температурі, яка вища за температуру його рекристалізації.
2. Холодна обробка металів, відповідно, здійснюється при температурі, що знаходиться нижче температури, при якій вони рекрісталлізуются.

Кування розпеченій заготовки на молоті - вид гарячої обробки металу тиском

види обробки

Опрацьований тиском метал в залежності від використовуваної технології піддається:

1. прокатці;
2. куванні;
3. пресування;
4. волочіння;
5. об'ємному штампуванню ;
6. листовому штампуванню ;
7. обробці, виконуваної комбінованими способами.

Основні види обробки металу тиском

прокатка

Прокатка - це обробка тиском заготовок з металу, в ході якої на них впливають прокатні валки. Метою такої операції, для виконання якої необхідне використання спеціалізованого обладнання, є не тільки зменшення геометричних параметрів поперечного перерізу металевої деталі, але і надання їй необхідної конфігурації.

Види прокатних валків

На сьогоднішній день прокатку металу виконують за трьома технологіями, для практичної реалізації яких необхідне відповідне обладнання.

поздовжня

Це прокатка, що є одним з найпопулярніших методів обробки за даною технологією. Сутність такого способу обробки металу тиском полягає в тому, що заготовка, що проходить між двома валками, що обертаються в протилежні сторони, обжимается до товщини, відповідної зазору між цими робочими елементами.

поперечна

За такою технологією обробляють тиском металеві тіла обертання: кулі, циліндри та ін. Виконання обробки даного типу не передбачає, що заготовка здійснює поступальний рух.

Поперечно-гвинтова

Це технологія, яка являє собою щось проміжне між поздовжньої і поперечної прокаткою. З її допомогою переважно обробляються порожнисті металеві заготовки.

Види прокатки металу

кування

Така технологічна операція, як кування, відноситься до високотемпературних методів обробки тиском. Перед початком кування металеву деталь піддають нагріванню, величина якого залежить від марки металу, з якого вона виготовлена.

Обробляти метал куванням можна за декількома методиками, до яких відносяться:

• кування, виконувана на пневматичному, гідравлічному і пароповітряному обладнанні;
• штампування;
• кування, виконувана вручну.

При машинної і ручної куванні, яку часто називають вільною, деталь, перебуваючи в зоні обробки, нічим не обмежена і може приймати будь-яке просторове положення.

Ручне кування використовується в ковальських майстерень при виготовленні невеликої кількості виробів

Машини та технологія обробки металів тиском за методом штампування припускають, що заготовка попередньо поміщається в матрицю штампу, яка перешкоджає її вільному переміщенню. В результаті деталь приймає саме ту форму, яку має порожнину матриці штампа.

До куванні, що відноситься до основних видів обробки металів тиском, звертаються переважно в одиничному і дрібносерійного виробництва. Розігріту деталь при виконанні такої операції мають у своєму розпорядженні між ударними частинами молота, які називаються бойками. При цьому роль підкладних інструментів можуть грати:

• звичайний сокиру:
• обтискача різних типів;
• розкочування.

пресування

При виконанні такої технологічної операції, як пресування, метал витісняється з порожнини матриці через спеціальний отвір в ній. При цьому зусилля, яке необхідно для здійснення такого видавлювання, створюється потужним пресом. Пресуванню переважно піддають деталі, які виготовлені з металів, що відрізняються високою крихкістю. Методом пресування отримують вироби з порожнистим або суцільним профілем зі сплавів на основі титану, міді, алюмінію і магнію.

Пресування в залежності від матеріалу виготовлення виробу може виконуватися в холодному або гарячому стані. Попередньому нагрівання перед пресуванням не беруть під деталі, які виготовлені з пластичних металів, таких як чистий алюміній, олово, мідь і ін. Відповідно, більш крихкі метали, в хімічному складі яких міститься нікель, титан і ін., Піддаються пресуванню тільки після попереднього нагрівання як самої заготовки, так і використовуваного інструменту.

Установка холодного пресування виробів з листового металу

Пресування, яке може виконуватися на обладнанні зі змінною матрицею, дозволяє виготовляти металеві деталі різної форми і розмірів. Це можуть бути вироби з зовнішніми або внутрішніми ребрами жорсткості, з постійним або різним в різних частинах деталі профілем.

волочіння

Основним інструментом, за допомогою якого виконується така технологічна операція, як волочіння, є фильера, звана також волокою. В процесі волочіння кругла або фасонна металева заготовка простягається через отвір в філь'єрі, в результаті чого і формується виріб з необхідним профілем поперечного перерізу. Найбільш яскравим прикладом використання такої технології є процес виробництва дроту, який передбачає, що заготовка великого діаметра послідовно протягується через цілий ряд фильер, в результаті перетворюючись в дріт необхідного діаметра.

Технологічні процеси отримання дроту методом волочіння

Класифікується волочіння по цілому ряду параметрів. Так, воно може бути:

• сухим (якщо виконується із застосуванням мильної стружки);
• мокрим (якщо для його виконання використовується мильна емульсія).

За ступенем чистоти формованої поверхні волочіння може бути:

• чорновим;
• чистовим.

Лінія волочіння мідного дроту

За кратності переходів волочіння буває:

• одноразовим, виконуваних за один прохід;
• багаторазовим, виконуваних за кілька проходів, в результаті яких розміри поперечного перерізу оброблюваної заготовки зменшується поступово.

За температурним режимом цей вид обробки металу тиском може бути:

• холодним;
• гарячим.

об'ємне штампування

Сутність такого способу обробки металу тиском, як об'ємне штампування, полягає в тому, що отримання вироби потрібної конфігурації здійснюється за допомогою штампа. Внутрішня порожнина, яка сформована конструктивними елементами штампа, обмежує протягом металу в непотрібному напрямку.

Залежно від конструктивного виконання штампи можуть бути відкритими і закритими. У відкритих штампах, застосування яких дозволяє не дотримуватись точної ваги оброблюваної заготовки, передбачений спеціальний зазор між їх рухомими частинами, в який може видавлюватися надлишок металу. Тим часом використання штампів відкритого типу змушує фахівців займатися видаленням облоя, що утворюється по контуру готового виробу в процесі його формування.

Особливістю гарячого штампування металу є вплив високої температури, внаслідок чого заготівля деформується, приймаючи форму штампа

Між конструктивними елементами штампів закритого типу такий зазор відсутній, і формування готового виробу відбувається в замкнутому просторі. Для того щоб обробляти металеву заготовку за допомогою такого штампа, її вага і обсяг повинні бути точно розраховані.

Листове штампування

За допомогою листового штампування готові вироби отримують з листового металу. Залежно від того, якого результату необхідно домогтися в процесі виконання такої технологічної операції, розрізняють штампування:

1. розділову (відрізка, вирубування і пробивання);
2. формоутворювальну (гнучка, витяжка, роздача, отбортовка, карбування та ін.).

Для виконання листового штампування використовують гідравлічні або кривошипно-шатунні преси, робочими органами яких є штампи, що складаються з матриці і пунсона.

Приклади виробів, виготовлених методом листового штампування

Якість готового виробу, яке забезпечує листове штампування, дозволяє не піддавати його подальшій механічній обробці. Для того щоб забезпечити цю якість, матриця і пунсонів повинні бути добре розроблені і виготовлені з високим ступенем точності.

Листове штампування - це одна з найбільш поширених методик ОМД, яка активно застосовується майже у всіх галузях промисловості. За такою технологією, зокрема, виробляють як найдрібніші деталі радіоелектронних пристроїв, так і масивні кузова автотранспортних засобів.

Отримати більш повне уявлення про способи обробки металу тиском, дозволяє відео, яке демонструє їх в найдрібніших подробицях.