Нагрев перед ОМД, нагревательные устройства
Нагрев заготовок производится с целью уменьшения сопротивления деформированию. Нагрев металла для горячей обработки производится в пламенных и электрических печах.Электрические печи для безокислителъного нагрева металлов бывают камерные и ме-тодические. В камерных печах температура одинакова на всём рабочем пространстве. В ме-тодических печах нагрев заготовок осуществляется постепенно по заданному режиму. Кон-тактные электронагреватели применяются для нагрева током большой силы (при малом на-пряжении), проходящим через нагреваемую заготовку, которая в данном случае служит со-противлением. Заготовка нагревается очень быстро, что обеспечивает высокую производи-тельность и небольшую потерю тепла (к.п.д. установки 70-80%). Индукционный нагрев про-изводится с помощью индукционного электронагревателя, состоящего из закрытого общим кожухом индуктора, в котором нагреваются заготовки, и монтируемой под ним батареи кон-денсаторов. Помещённый внутри индуктора металл нагревается под действием магнитного гистерезиса и возбуждаемых в нём вихревых токов. Высокий к. п. д. (60-70%) индукционного нагревателя достигается подбором тока соответствующей частоты.
По сравнению с нагревом заготовок в других печах или индукционном нагреве резко сокращается (в 15-20 раз) время (при подборе соответствующих частот стальная заготовка диаметром 40 мм нагревается до ковочной температуры за 30-35 с), слой окалины уменьшается в 4-5 раз, обезуглероженный слой практически отсутствует, уменьшается угар металла, улучшаются условия труда (отсутствие облучения от нагревательных печей, бесшумность нагрева и др.). При контактном и индукционном нагреве опасность образования трещин отпадает, так как под действием возникающего в самом металле тепла получается более равномерный нагрев.Перед ОМД металлы и сплавы нагревают, чтобы увеличить пластичность и уменьшить сопротивление деформированию.В процессе нагрева на поверхности заготовки образуется окалина, а под ней располагается слой обезуглеродного Ме. Толщина слоя, образующейся окалины, зависит от продолжительности нагрева, от хим. состава сплава, от температуры. Меньшее окалинообразование происходит при нагреве заготовок в электроустановке.При нагреве нельзя допускать перегрева заготовок (перегрев устраняется отжигом) и пережога (брак окончательный - заготовки идут на переплав).Нагрев осуществляют в пламенных печах (камерных, методических) и в электронагревательных устройствах (контактных, индукционных
35. Получение машиностроительных профилей: способы обработки, полуфабрикаты, сортамент, применяемое оборудование.
Прокатка. При прокатке металл деформируется вращающимися валками, конфигурация и взаимное расположение которых различны. Различают три схемы прокатки: продольную, поперечную и поперечно-винтовую. Наибольшее распространение находит схема продольной прокатки, когда металл перемешается перпендикулярно плоскости, проходящей через оси валков. Трение между валками и заготовкой обуславливает ее захват и деформирование: обжатие по высоте, уширение и вытяжку.
Инструмент прокатки – гладкие и калиброванные валки. Оборудование – прокатные станы, которые классифицируют; по количеству и расположению пиков (двух-, четырех валковые, многовалковые, универсальные); по взаимному расположению рабочих клетей и по назначению.
Исходной заготовкой при прокатке являются слитки. Продукцию прокатного производства можно разделить на четыре основные группы; листовой прокат в виде листов, полос и лент различной толщины; сортовой прокат с простой формой профиля и сложной (фасонной); трубы бесшовные и сварные; специальный прокат, поперечное сечение которого по длине периодически меняется.
Прокат используют в качестве заготовок в кузнечно-штамповочном производстве, при изготовлении деталей механической обработкой и при создании сварных конструкций. Прокатке подвергают до 90 % всей выплавляемой стали и большую часть цветных металлов и сплавов. Поэтому сортаменту проката, регламентируемому ГОСТами, уделите особое внимание. Отметьте особенности конструкции форм профилей, обусловленные требованиями технологии прокатки. Например, уклоны и радиусы закругления из сортовых фасонных профилей определяются особенностями калибровки прокатных валков. Легкие, экономические профили получают из листового металла последовательной гибкой в валках профилегибочных станов. Рассмотрите примеры разнообразных гнутых профилей.
Прессование. Процесс прессования, при котором металл выдавливают сквозь отверстие произвольной формы, позволяет получать профили более сложной формы, чем при прокатке, и с более высокой точностью. Заготовками служат слитки или прокат.
Металл при деформировании находится в состоянии всестороннего неравномерного сжатия. Эта особенность дает возможность прессовать труднодеформируемые сплавы, обладающие пониженной пластичностью. Прессованием более экономично, чем прокаткой, изготавливать мелкие партии профилей, поскольку переход от изготовления одного профиля к другому осуществляется легче, чем при прокатке. Однако при прессовании значительны отходы металла и износ инструмента.
Прессование производят на специализированных гидравлических прессах. Знакомясь с устройством оборудования и инструмента, обратите внимание на расположение и взаимодействие его частей при различных способах прессования.
Сортовой и трубный прокат, прессованные профили служат заготовками для волочения.
Волочение. Процесс волочения, осуществляемый в условиях холодной деформации, позволяет получать проволоку, тонкостенные трубы и другие профили небольших размеров с высокой точностью к низкой шероховатостью поверхности. Рассматривая схему деформирования металла при волочении, надо отметить, что волочение не должно превышать усилия, при котором может произойти разрушение получаемого изделия. Поэтому обжатие металла за один проход ограничивают, а также принимают меры для уменьшения трения между металлом и инструментом а вводят промежуточный отжиг для увеличения пластичности металла.
Рассматривая принципиальное устройство оборудования для волочения -барабанного и цепного станов, обратите внимание на области применения каждого из них
Способы прокатки, схемы.
Прокатка — процесс пластического деформирования тел на прокатном стане между вращающимися приводными валками (часть валков может быть неприводными). Прокатка относится к числу основных способов обработки металлов давлением. Прокаткой получают изделия (прокат) разнообразной формы и размеров..
Процессы прокатки классифицируют по следующим признакам:
по температуре проведения процесса прокатку делят на горячую (температура металла при реализации процесса выше температуры рекристаллизации) и холодную (температура металла ниже температуры рекристаллизации). Также имеет место так называемая теплая прокатка - обработка в области промежуточных температур;
по взаимному расположению осей валков и полосы различают продольную (ось прокатываемой полосы перпендикулярная осям валков), поперечную (ось прокатываемой полосы параллельна осям валков) и поперечно-винтовую или "косую" прокатку (оси валков находятся под некоторым углом друг к другу и к оси прокатываемой полосы;
по характеру воздействия валков на полосу и условиям деформации прокатка бывает симметричной и несимметричной. Симметричной прокаткой называют процесс при котором воздействие каждого из валков на прокатываемую полосу является идентичным. Если это условие нарушается процесс следует отнести к несимметричному;
по наличию или отсутствию внешних сил, приложенных к концам полосы, выделяют свободную и несвободную прокатку. Прокатка называется свободной если на полосу действуют только силы, приложенные со стороны валков. Несвободная прокатка осуществляется с натяжением или подпором концов полосы.
Рис. 3 - Схемы основных видов прокатки: а – продольная; б – поперечная; в – поперечно – винтовая
При продольной прокатке деформация осуществляется между вращающимися в разные стороны валками (рис.3 а). Заготовка втягивается в зазор между валками за счет сил трения. Этим способом изготавливается около 90 % проката: весь листовой и профильный прокат.
Поперечная прокатка (рис. 3.б). Оси прокатных валков и обрабатываемого тела параллельны или пересекаются под небольшим углом. Оба валка вращаются в одном направлении, а заготовка круглого сечения – в противоположном.
В процессе поперечной прокатки обрабатываемое тело удерживается в валках с помощью специального приспособления. Обжатие заготовки по диаметру и придание ей требуемой формы сечения обеспечивается профилировкой валков и изменением расстояния между ними. Данным способом производят специальные периодические профили, изделия представляющие тела вращения – шары, оси, шестерни.
Поперечно – винтовая прокатка (рис. 3.в). Валки, вращающиеся в одну сторону, установлены под углом друг другу. Прокатываемый металл получает еще и поступательное движение. В результате сложения этих движений каждая точка заготовки движется по винтовой линии. Применяется для получения пустотелых трубных заготовок.