Дәріс. Металды қысым арқылы өңдеудің негізгі түрлері.
Металды қысым арқылы өңдеудің негізгі түрлеріне илемдеу, престеу, созу, еркін соғу қалыптау жатады.
Илемдеу өндірісінің мәні.Илемдеу деп суық немесе қыздырылған металды айналып тұрған Илемдеу станы біліктерінің арасынан өткізіп, қысыммен өңдеуді айтады.
Біліктер мен дайындаманың өзара орналасуы және біліктердің пішіні мен саны әртүрлі болуы мүмкін. Илемдеудің негізгі үш түрін ажыратады: бойлық, көлденең және көлденең винтті.
Бойлық Илемдеуде (2.1а-сурет) дайындама (2) қарама-қарсы ай-налатын біліктердің (1) арасында деформацияланып, білік өстеріне перпендикуляр жылжиды.
Көлденең Илемдеудеда (2.1б-сурет) өстері параллель біліктер бір бағытта айналып, дайындаманы айналдыра деформациялайды. Дайындама бұл жағдайда білік өстері бойымен жылжиды.
Көлденең-винтті Илемдеуде (2.1в-сурет) бір бағытта айналатын біліктер белгілі бір бұрышпен орналасқан. Оның нәтижесінде біліктер дайындамаға айналмалы және ілгерілемелі қозғалыс береді.
2.1-сурет. Илемдеудің негізгі түрлері. 1 - біліктер; 2 - дайындама; 3 – тузетпе
Илемдеу нәтижесінде металл жұқарып, оның ені мен ұзындығы артады.
Дайындаманың илемделгеннен кейінгі ұзындығының илемделгенге дейінгі ұзындығына қатынасын, бастапқы көлденең қимасы ауданының соңғы ауданына қатынасын созу коэффициенті деп атайды:
Илем сортаменті. Илемделген бұйымның көлденең қимасының пішінін профиль(пішін) деп атайды. Әртүрлі профильдер жиынтығы түржиын деп аталады. Илемдеп алынатын пішіндер сортаменті келесі топтарға бөлінеді: сорттық илем, табақтық (беттік) илем, құбырлар және илемнің арнайы түрлері.
Сорттық илем (2.2-сурет) өзі екі топқа бөлінеді: қарапайым геометриялық пішінді (квадрат, дөңгелек, алтыбұрыш, тікбұрыш) және күрделі пішінді (рельс, коставр, швеллер, бүрыш т.б.)
Беттік илем жұқа (қалыңдығы 4 мм-ге дейін) және қалың болып бөлінеді.
Құбырлар жіксіз және пісірілетін (жікті) болады. илемнің арнайы түрлеріне вагон доңғалақтары, тісті дөңгелектер, шарлар, кезеңдік илемдер және иілген пішіндер жатады.
2.2-сурет. Илем өнімінің негізгі пішіндері
Илемдеудің аспаптары мен жабдыктары. Илемдеу аспаптары ретінде илемделетін пішінге байланысты тегісбеттік (2.3а-сурет) немесе арналары бар (2.3б-сурет) сортты илем жасауға арналған біліктер қолданы лады. Арна дегеніміз -біліктің бетінен кесілген илемдеуге қажетті пішіні бар ойыс. Екі жылғадан бір калибр құралады (2.3б-сурет).
Біліктің жұмыс бөліктеріне болып бөшке (1), мойын (2) және треф (3) (2.3а-сурет) жатады. Білік мойындары мойынтіректе айналады, оны қозғап, жылжытып реттеу арқылы біліктердің арасындағы арақашықтықты өзгертуге болады. Илем біліктері станинамен жұмыс клетін құрайды. Ол шпиндельмен, редуктормен, муфталармен және электр қозғалтқышымен стан түзеді. Біліктердің жұмыс клеттерінін саны мен орналасуына қарай стандар екі білікті, төрт білікті (2.3в-сурет) болады, оның екеуі жұмыс, екеуі сүйеніш біліктері; көп білікті (2.3г-сурет) біліктің екеуі - жұмыс, қалғаны -сүйеніш біліктері. Сүйеніш біліктерін пайдалану диаметрі кіші жұмыс біліктерін қолдану арқылы деформация күшін өзгертуге мүмкіншілік береді.
Илем орнақтары бір клетті және көп клетті болады. Қолдануына қарай илем стандары жартылай және дайын өнім алу түріне бөлінеді. Бірінші топқа құйма болатты қысып, үлкен жартылай өнім алатын стандар жатады (блюмингтер - сортты илемге дайындама, слябинг - табақ бет жасауға қажетті дайындама жасау үшін).
Дайын өнім жасайтын илем стандарына сортты илем, беттік болат, құбыр жасайтын және арнайы стандар жатады.
2.3-сурет. Илемдеу аспаптары
Илемнің арнайы түрлерін жасау. Доңғалақ, бандаж және сақина түстес бөлшектерді илемдеу үшін, дайындама ретінде құйма болат немесе дөңгелек илем қолданылады. Оларды жасаудың технологиялық үрдерістеріне соғу мен илемдеу де жатады. Мысалы, престе дайындаманы отырғызып, тесіп алып (-сурет), теміржол доңғалағының тоғанын, сұлбасын, дискісін, күпшегін арнайы доңғалақ илемдейтін станда жасайды.
Арнайы пішіндерді, негізінен, көлденең және көлденең винттік илемдеу стандарында жасайды. Көлденең илемдеу екі және үш білікті стандарда (7.4ә-сурет) жасалады. Червяк, жылжымалы бұранда, червякты фрезалар сияқты бұранда айдынды бөлшектерді көлденең винттік Илемдеуде токарьлық станокта бұранда жасаумен салыстырғанда, оның өндіріс өнімділігі 30-80 есе жоғары болып, 30%-ке дейін металл үнемделеді.
Әртүрлі жеңіл жүқа иілген пішіндерді арнайы пішін иетін стандарда жұқа тілім-болатты бүгу, ию арқылы жасайды.
2.4-сурет. Илемнің арнайы түрлерін жасау нобайлары
Құбыр илемдеу. Илемдеу арқылы алынатын құбырлар жасалуына және колданылуына қарай жапсарсыз және жапсарлы болып бөлінеді.
Жапсарсыз құбырларды илемдеу үшін, дайындама ретінде диаметрі 120-320 мм құйма болатпен созба дайындамалар қолданылады.
Жапсарсыз құбыр жасау үш операциядан тұрады:
1) дайындаманы тесіп, қалың қабырғалы гильза алу;
2) гильзаны құбырға илемдеу;
3) құбыр қалыңдығын әртүрлі және сопақ болмау үшін және ішкі, сыртқы беттерін жақсарту үшін илеу.
Дайындамадан қабырғасы қалың гильзаны өстері бір-біріне 4-140 болып орналасқан бөшке түстес біліктермен тескіш стандарда көлденең-винттік (2.5а-сурет) илемдеу арқылы жасайды. Жұмыс біліктері (1) және сүйеп тұратын роликтер (2) бір бағытта айналады, сол кезде бұйым (3) винт түстес қозғалысқа ие болады. Көлденең винттік илемдеудің негізгі өзгешелігі - бірыңғай дайындаманың өзегін қиратуы. Радиалды керілген кернеу металдың орталықтан шетке ағуын қамтамасыз етіп, оправканың (4) тесік жасауын жеңілдетеді.
Автоматты станда (2.5ә-сурет) түзетпедегі (4) гильза (5) екі біліктің (1) арасында созылады. Түзетпе мен калибрдің арасындағы саңылау құбыр қабырғаларының қалыңдығына тең. Құбырды екі рет өтіп илемдейді, әр өткенде ролик (6) арқылы кері беріліс жасалады.
Пилигримдік станның жұмыс біліктері (1) (2.5б-сурет) ауыспалы қималы калибрлі болып, әр жаққа бірыңғай жылдамдықпен айналады. Илемделетін гильза түзетпемен бірге біліктердің айналу бағытына қарсы беріледі. Илемдеу кезінде гильза тура және кері қозғалыс жасап, өз өсіне қатысты бұрылып отырады. Тура қозғалыс кезінде біліктер арасындағы саңылау ең үлкен болады да, гильза білік арасына беріледі. Ал кері қозғалыста құбыр қысылып иленеді. Илемделгеннен кейін құбырдың тазалық мөлшерлерін қамтамасыз ету үшін оны калибрлейді. Жапсарлы диаметрі 2500 мм-ге дейінгі құбыр жасау жапсарсыз құбырларға қарағанда көп арзан, бірақ сапасы төмен болады. Жапсарлы құбырларды жасау үшін жартылай өнім ретінде таспа (штрипс) немесе ені құбыр шеңбері ұзындығына тең тілім бет қолданылады.
2.5-сурет. Жапсарсыз құбырларды илемдеу
Жапсарлы кұбырларды жасау келесі технологиялық үдерістерден тұрады: 1) дайындамадан құбыр пішіндеу; 2) кұбырды пісіру; 3) өңдеп тегістеу.
Кіші диаметрлі кұбырларды үздіксіз станның біліктері арналарында пішіндейді, ал диаметрі 300 мм-ден жоғарғы құбырларды престер мен беттік болатты бүгетін стандарда жасайды. Пішіні жасалған құбырлар пісірудің мына түрлерімен біріктіріледі: пеште үздіксіз тоғыстыру, электрлі түйістіріп флюс қабаты астындағы электрдоғалық т.б.
Престеу. Престеу деп қыздырылған металды екі жарты бөліктен тұратын контейнерден пуансонмен сығып, матрицаның тесігінен (7.6-сурет) шығару арқылы дайындама не бөлшек жасауды айтады.
2.6-сурет. Престеу нобайлары. а - тура престеу; ә - құбыр престеу; б - кері престеу
Престеу мен жасалған бұйымның пішіні матрица тесігінің пішініне сәйкес болады. Престеумен түсті металдардан, олардың қорытпаларынан және болаттардан түрлі пішінді, дәлдігі жоғары бұйымдар жасалады. Престеудің екі түрін ажыратады: тура және кері престеу.
Тура престеуде (2.6а-сурет) қажетті температураға дейін қыздырылған дайындама (3) контейнерге (4) салынып пуансон (1) мен пресс-шайба (2) арқылы сығылып матрица тесігінен (5) шығады.
Престеп құбыр жасағанда (2.6ә-сурет) құбыр тесігі пуансон (1) арқылы өтетін иненің (6) көмегімен жасалады.
Kepi престеуде (2.6б-сурет) контейнерге (4) пресс-шайбаның орнына ұшында матрица (5) орналасқан пуансон (1) кіреді. Кері престеуде контейнерде қалатын метал қалдығы дайындама массасының 5...6%, ал тура престеуде 18...20% болады.
Престеуді әдетте плунжері вертикаль немесе горизонталь орналасқан гидравликалық престерде орындайды. Механикалық престер сирек қолданылады.
Тартып созу. Тартып созу деп дайындаманың көлденең кимасын кішірейту мақсатымен оны волока деп аталатын аспаптың тесігінен тартып өткізу үрдісін айтады. Әдетте бір өткенде дайындаманың қимасы 30% кішірейеді. Тартып созумен диаметрі 10.....0,005мм сымдар, құбырлар, фасонды пішіндер жасалады (2.7а-сурет).
2.7-сурет. Тартып созу арқылы өңдеу
Тартып созу аспабы волока тұтас, құрамалы немесе роликты болып жасалады. 2.7ә-суретінде тұтас волоканың нобайы көрсетілген. Ол 4 аймақтан тұрады: майлау шұңғымасы (1), жұмыс конусы (2), калибрлеуші белдеме (3) және шығу конусы. Жұмыс конусының бұрышы өңделетін материалға байланысты 6...120 болады. Волока катты қорытапалардан немесе синтетикалық алмастардан жасалады.
Тартып созу үрдісі келесі негізгі операциялардан тұрады:
1. Алдын ала термиялық өңдеуден - рекристалдандыратын жасыту.
2. Дайындама бетін қақтан тазарту.
3. Дайындама бетін жақсы майлану үшін мыстың немесе темір тотығы гидратының, әк тастың жұқа қабатымен қаптау.Дайындама ұшын үшкірлеу.
4. Бір немесе бірнеше рет тартып созу.
5. Шыңдалуды жоюға арналған операция аралык термиялық өңдеу. Термиялық өңдеуден кейін тазалап 3-ші операцияны қайталау.
6. Дайын өнімді соңғы өңдеу.
Тартып созу, тартып созу стандарында жүргізіледі. Олар тік сызықты қозғалысты (шынжырлы, рейкалы, винтті және барабанды болады).
Тартып созумен құбыр жасаудың екі түрі қолданылады:
1. құбырдың тек диаметрін кішірейту (2.7б-сурет).
2. құбырдың диаметрін кішірейту мен қатар қабырғасының қалыңдығын азайту. Бұл жағдайда арнайы түзетпе колданылады (2.7 в-сурет).
Тік сызықты қозғалысты стандарда шыбықтар мен кұбырлар өндіріледі. Сым өндіруде барабанды стандар қолданылады.
Еркін соғу. Еркін соғу деп соққы қысымымен деформацияланған металл қабаттарының кедергісіз жылжуға мүмкіндігі болатын үдерісті айтады. Еркін соғудың екі түрін ажыратады: қолмен еркін соғу және машиналық еркін соғу. Қолмен еркін соғуды төсте, қол балғаларымен және әртүрлі аспаптардың көмегімен орындайды. Машиналық еркін соғуды әртүрлі әдіспен қозғалатын балғалармен соғып немесе престерді колданып орындайды. Еркін соғумен жасалатын дайындамалар соғылма деп аталады. Бұл әдіспен алынатын соғылманың салмағы 150 граммнан 350 тоннаға дейін болады.
Ұсак соғылмаларды пневматикалық және рессорлы-серіппелік балғалармен өңдесе, ал орташа карапайым және фасонды соғылмаларды бу-ауалық балғалармен өңдейді. Ауыр соғылмалар гидравликалық соғу престерінде өңделеді. Өңдеудің басқа әдістеріне қарағанда (кұю, кесіп өңдеу, қалыптау), еркін соғудың кемшіліктері мен артықшылықтары бар. Кемшіліктері:
1) еңбек өнімділігінің төмендігі;
2) дәлсіздеу болуы;
3) металдың шығыны молырақ болуы.
Артықшылықтары:
1) металдың касиеттерінің жоғары болуы;
2) қымбат технолгиялық аспаптардың қажет болмауы;
3) жасалатын дайындамалардың (соғылманың) салмағы, пішіні және өлшемі жағынан әмбебап болуы.
Қалыптау. Қалыптау түрлері. Қабырғаларымен шектелген көлемдегі ішкі құрылысы мен пішіні дайындамаға ұқсас металл қалыптарда қысым арқылы өңдеу қалыптау деп аталады. Қалыптаудың өнімділігі еркін соғу өнімділігінен әлдеқайда жоғары.
Өңделінетін металдың күйіне байланысты қалыптау үрдісі үш түрге бөлінеді:
а) ыстық күйде көлемдік қалыптау;
б) суық күйде көлемдік қалыптау;
в) металл табақ беттерін қалыптау.
Ұсынылған әдебиет:Негізгі 1 [135-162]