Илемнің арнайы түрлерін өндіру
Илемнің арнайы түрлерін (шар, тісті дөңгелек және т.б.) көлденең және көлденең – винтті илемдеу стандарында өндіреді. Көлденең – винтті илемдеу станында (4.28 сурет) шарларды өндіруде дайындама (1) екі біліктен (2) айналу және ілгерілемелі қозғалыстар алады.
4.28 сурет – Екі білікті станда шарларды көлденең
винтті илемдеудің сұлбасы
Металды престеу
Контейнердегі дайындаманы матрицаның тесігінен пуансонмен шығару арқылы қысыммен өңдеудің түрін престеу деп атайды.
Престелген профильдің пішіні матрицадағы тесіктің конфигурациясына сәйкес болады. Престеу тәсілін көбінесе түсті металдар мен олардың қорытпаларына, сонымен қатар көміртекті және қосындылы болаттарға қолданады.
Престеу процесінде дайындаманы қысу дәрежесін анықтайды
Ψ=(F0-F1)100%/F0, (4.24)
мұндағы:
F0 – дайындама қимасының ауданы;
F1 – престелген профиль қимасының ауданы.
Престеу процесінде металдың матрица тесігінен шығу және пуансонның контейнердегі қозғалыс жылдамдықтары маңызды. Металдың пластикалығына қарай, оның матрица тесігінен шығу жылдамдығын анықтайды
νш=μ·νпр, (4.25)
мұндағы:
μ – созылу коэффициенті;
νпр – металды престеу жылдамдығы.
Кішірек шыбықтар мен құбырларды престеу процесінде μ<30 болғанда, дуралюминдер (Д1,Д16 және т.б.) үшін νш = 5-10 м/с; алюминий, мыс және қорытпалары үшін – 100м/с дейін.
Металды престеу күшін анықтайды
Р=σп·Fk, (4.26)
мұндағы:
σп – пресс-шайбадағы кернеу;
Fk – контейнердің көлденең қимасының ауданы.
Металды престеу тура және кері болып екіге бөлінеді. Тура престеуде металдың "ағу" бағыты пуансонның қозғалысымен бағыттас. Тура престеу процесінде (4.29, а сурет) контейнерге (1) салынған қыздырылған немесе салқын дайындаманы (2) матрицаның (3) тесігінен пуансонмен (4) қысып шығарып бұйым (5) жасайды. Жарамды металл шығымы 75-80%.
Кері престеу процесінде (4.29, б сурет) контейнерге (1) пуансон (4) мен матрицаны (3) енгізіп, дайындаманы (2) қысу кезінде, металл пуансонның қозғалысына кері бағытта матрицаның тесігінен "ағып" бұйым (5) жасалынады. Жарамды металл шығымы 80-85%. Пресс конструкциясының күрделігінен бұл әдістің қолданылуы шектеулі.
4.29 сурет – Металды престеу сұлбалары
Бастапқы дайындамалық материал ретінде диаметрі 60-680 мм, ұзындығы 100-1000 мм қимасы дөңгелек құйылмалар және дайындамалар пайдаланылады.
Престеу процесімен түсті металдар мен олардың қорытпаларынан шыбықтар (диаметрі 3-250 мм), құбырлар (диаметрі 20-400 мм, қабырғасының қалыңдығы 1,5-12 мм) және т.б. профильдер жасайды. Көміртекті (маркалары 20, 35, 45, 50), легірленген (30ХГСА, 40ХН), коррозияға төзімді (12Х18Н10Т) және т.б. жоғары қосындылы болаттардан престеп құбырлар (ішкі диаметрі 30-160 мм, қабырғасының қалыңдығы 2-10 мм) және т.б. бұйымдар жасайды.
Түсті металдар, болаттар және арнайы қорытпалардан құбырларды престеу үшін механикалық және гидравликалық престер қолданылады. Механикалық престерде дайындаманы тесу және престеу операциялары көбінесе қатар өтеді. Контейнердегі (1) дайындаманы (6) тескенде, тесу инесі (5) мен матрица (2) тесігі арасында сақина түрінде тұрақты саңылау пайда болады (4.30 сурет). Пуансонның пресс-шайбасы (7) дайындаманы қысу кезінде сол саңылау бойымен құбыр (4) жасалынады. Гидравликалық престерде құбыр жасағанда, кейбір дайындамалар алдын ала тесіледі.
Престеу процесімен металды қысыммен өңдеудің басқа түрлерімен жасалынуы қиын немесе жасалынбайтын пішіні күрделі профильдер алынады.
Негізгі кемшілігіне қалдық металл мөлшерінің жоғарылығы жатады.
4.30 сурет – Құбырды престеу сұлбасы
Металды созу
Дайындаманы (1) волоканың (матрицаның) (2) тесігінен созып шығару арқылы қысыммен өңдеу түрін металды созу (4.31 сурет) деп атайды.
4.31 сурет – Металды созу сұлбасы
Металды созу суық күйде жүргізіледі. Созу процесі арқылы металл бұйымдарға дәлді геометриялық пішін мен өлшемдерді және жақсы беттік сапаны беруге болады.
Металдың деформациялану дәрежесі қысу коэффициентімен анықталады
Ψ=(F0-F1)100% /F0, (4.27)
мұндағы:
F0– дайындама көлденең қимасының ауданы;
F1 – алынған профиль көлденең қимасының ауданы.
Созу кезінде металл қирамау үшін жіңішкеру коэффициентінің (К) мәні 0,8-0,95 болғаны жөн
К=d/D, (4.28)
мұндағы:
D – дайындаманың диаметрі;
d – алынған өнімнің диаметрі.
Дайындама ретінде көміртекті және легірленген болаттар, түсті металдар мен олардың қорытпаларын ыстықтай өңдеумен, жез, қола және алюминий қорытпаларын ыстықтай престеумен, үздіксіз құюмен және ұнтақты металлургия әдісімен алынған сым, шыбықтар және құбырлар пайдаланылады.
Құбырды созу арқылы жасау оправканың көмегімен және оправкасыз істеледі. 4.32 суретте оправканы (3) қолданып, құбырды созу сұлбасы көрсетілген. Алынатын құбыр профилі волока (2) мен оправка (3) арасындағы саңылаумен анықталады.
Металды созу процесі мен деформациялау дәрежесі созу күшіне (Р) тәуелді. Созу күшіне әсер ететін факторлар: металдың механикалық қасиеттері, деформациялау дәрежесі, волоканың профилі, созу жылдамдығы, майлау және т.б.
4.32 сурет – Құбырды созу сұлбасы
Металды деформациялау барысында шыққан жылуды эмульсиямен, сумен немесе ауамен әкететіндіктен, ол бекемделіп, талшықты құрылым (текстура) түзіледі.
Металды созу барабанды және т.б. стандарда жүргізіледі. Барабанды стан (4.33 сурет) сым және диаметрі кіші құбырлар жасау үшін қолданылады. Сым жасау процесінде барабандағы (1) дайындаманы волоканың (2) тесігінен өткізіп, электроқозғалтқыштан редуктор және тісті беріліс (4) арқылы айналатын барабанға (3) бекітеді.
4.33 сурет – Барабанды созу станының сұлбасы
Металды созу процесімен сымдар, әртүрлі қарапайым және фасонды профильдер (4.34 сурет) жасалынады.
4.34 сурет – Созу процесімен жасалған профильдер
Металды соғу
Қыздырылған дайындаманы әмбебап құрал-сайманның көмегімен деформациялап қысыммен өңдеудің түрін металды соғу деп атайды.
Соғу процесі арқылы механикалық өңдеуге арналған дайындамалар жасалынады. Бұл дайындамаларды соғылмалар деп атайды.
Соғу процесі жеке және аз сериялы өндірісте қолданыс тапқан. Металды еркін соғудың негізгі операциялары: созу, отырғызу, кесу, тесу, ию.
Еркін соғу қолмен және машиналық болып бөлінеді. Қазіргі кезде қолмен соғу кішірек жөндеу шеберханаларда орын алады. Машиналық соғу процесінде тоқпақтар мен престер қолданылады. Кішірек соғылмаларды жасау үшін пневматикалық тоқпақтар қолданылса, орташа (20-350кг) соғылмаларға – бу-ауалық, ірі соғылмаларға – гидравликалық престер.
Пневматикалық соғу тоқпағының (4.35 сурет) жоғарғы жағында компрессорлық (9) және жұмыстық (8) цилиндрлер орналасқан. Компрессорлық цилиндрдің поршені (12)ілгері –қайтымды қозғалысты электрқозғалтқыштан (11) редуктор (10) арқылы косиінді механизмнің (13) көмегімен алады. Екі цилиндр өзара кранды (6,7) каналдар арқылы жалғасқандықтан, қысылған ауа жұмыстық цилиндрге поршеньнің (15) үстінен және астынан кезектесіп кіріп, оны жоғарғы ұрғымен (5) төмен немесе жоғары қозғалтады. Крандардың ашылып – жабылуы педаль (1) немесе тұтқа (1а) арқылы жүргізіледі.
4.35 сурет – Пневматикалық соғу тоқпағы
Тоқпақтың төсі (3) негізге (2) орнатылған. Тоқпақтың ұратын бөлігінің массасы 50-1000кг.
Аркалық типті бу – ауалық соғу тоқпағы (4.36 сурет) плитаға (10) анкерлік болттармен бекітілген екі бүйірлік тіректен (3) тұрады. Тіректерге орнатылған жұмыстық цилиндрдің (1) поршені штокпен (4) жалғасқан. Штокқа тоқпақтың ұратын бөлігі (5) жоғарғы ұрғымен (6) бекітілген. Тоқпақтың ұратын бөлігінің массасы 2-5т.
Тоқпақтың шаботы (11) жеке іргетасқа орнатылып, оған төс (9) төменгі ұрғымен (8) бекітілген. Қораптың (2) ішіндегі золотникті тұтқа (7) арқылы жоғары немесе төмен жылжытып, бу немесе ауаны поршеньнің үстіне немесе астына қысыммен (0,7 – 0,9 МПа) беру арқылы тоқпақтың ұратын бөлігі жұмыстық жүріс жасайды.
Гидравликалық престер – деформацияның ұзақтығы бірнешеден ондаған секундқа созылатын статикалық әсерлі машиналар.
4.36 сурет – Бу – ауалық соғу тоқпағының жалпы көрінісі
Гидравликалық престің (4.37 сурет) іргетасына бекітілген төрт тірекке (3) екі көлденеңше (10,12) орнатылған.
4.37 сурет – Гидравликалық престің сұлбасы
Жоғарғы көлденеңшеге (10) жұмыстық цилиндр (6) орналастырылған. Сұйықтың (су эмульсиясы, минералды май) қысымынан (20-30 МПа) төмен қарай қозғалған плунжер (5) жылжымалы көлденеңшені (4) жоғарғы ұрғымен (2) тіректің (3) бойымен вертикаль бағытта қозғалтады. Жоғары көтеру үшін сұйық жоғары қысыммен қайтару цилиндріне (9) беріледі, ал жұмыстық цилиндрден плунжер (5) сұйықты резервуарға ығыстырады.
Соғылманы алудың технологиялық процестері мыналар:
1) соғылманың сызбасын жасау;
2) дайындаманы таңдау;
3) құрал-жабдықтарды таңдау;
4) соғу процесінің операцияларын таңдау және т.б.
Соғылманың сызбасын бөлшектің сызбасының негізінде механикалық өңдеудің әдіптерін ескеріп жасайды. Дайындаманың түрін таңдау, оның массасы бойынша анықталады
mд=mc+mқ, (4.29)
мұндағы:
mд – дайындаманың массасы;
mc – соғылманың массасы;
mқ – қалдық металдың массасы.
Керекті құрал-жабдықтарды таңдау соғу процесінің режиміне, соғылманың конфигурациясы мен массасына байланысты анықталады. Соғу процесінің операциялары соғылманың пішініне, технологиялық талаптарға және дайындаманың түріне (құйылма, илем) байланысты тағайындалады.
Металды еркін соғу процесінің артықшылықтарына жатады:
1) құймаға қарағанда сапасы және қасиеттері жоғары соғылма алу;
2) басқа тәсілдермен жасалынбайтын немесе жасалынса да экономикалық жағынан тиімсіз келетін массасы мен өлшемдері үлкен ірі соғылмаларды (100-200 т және одан жоғары) жасау мүмкіндігі;
3)әмбебап құралдар, саймандар және жабдықтарды пайдалану соғылмаларды өндіру шығынын азайтады, әсіресе аз сериялы өндірісте.
Соғу процесінің кемшіліктері:
1) ыстықтай штамптаумен салыстырғанда өнімділігі төмен;
2) металл қалдықтарының мөлшері жоғары.
Металды штамптау
Арнайы құрал-жарақтың-штамптың көмегімен қысыммен өңдеп бұйым жасаудың түрін штамптау деп атайды.
Штамп, құрастырылған күйде бір немесе бірнеше жұмыстық кеңістік құратын, екі ажыратылмалы бөліктен тұрады. Штамптау процесінде дайындама штамптың жұмыстық кеңістігін толтырып, берілген пішін мен өлшемдерінің жоғары дәлдігін және жақсы беттік сапасын қамтамасыз етеді.
Металды штамптау ыстықтай және суықтай көлемдік, қаңылтырлық және арнайы болып бөлінеді.