Волочение и прессование

Волочение – вид обработки металлов давлением, при котором заготовка в холодном состоянии протягивается через сужающееся отверстие – волоку (рис. 13.4). Выполняют операцию волочения через ряд волок с постепенно сужающимися отверстиями. На каждом технологическом этапе волочения происходит наклеп металла, поэтому между переходами для снятия упрочнения делают термическую операцию отжига материала с последующим травлением окалины. Волочением обрабатывают сталь, цветные металлы и их сплавы. Изготавливают проволоку, калиброванные прутки и тонкостенные трубы различного профиля. Получаемые изделия имеют точные размеры и высокую чистоту поверхности.

Волоки, работающие в жестких условиях, изготавливают из инструментальных сталей или твердого металлокерамического сплава, а для волочения тонкой проволоки – из технических алмазов. С целью уменьшения трения, повышения стойкости инструмента и улучшения отвода тепла при волочении применяют жидкие и твёрдые смазки (минеральное масло, эмульсии, мыло, порошки графита, меди, молибдена).

Волочильные станы состоят из станины с держателем для волоки и тянущего устройства. При волочении протягиваемый металл движется прямолинейно (цепной, реечный стан) или наматывается на барабан.

Прессование – вид обработки давлением, при котором нагретый металл выдавливается из замкнутой полости через отверстие в матрице 2 в условиях всестороннего сжатия (рис. 13.5), позволяющих деформировать материалы с низкой пластичностью (специальные стали, чугун, некоторые цветные металлы и сплавы). Прессуемый металл принимает форму прутка простого или сложного сечения копирующего форму отверстия в матрице. Прессование проводится при температурах соответствующих горячей обработки давлением.

Метод прямого прессования – металл выдавливается в направлении движения пуансона 4 (рис. 13.5, а), обратное прессование – металл движется навстречу движению пуансона (рис. 13.5, б). Из заготовки 3 прутки 1, сплошного сечения получают любым методом прессования, трубы – только прямым прессованием.

Инструмент (матрица (пресс-шайба) 2, пуансон 4, камера прессования) работает в жестких условиях (большое давление, высокая температура). Поэтому изготовляют его из дорогостоящих инструментальных жаропрочных сталей и сплавов. Для снижения износа и увеличения срока службы прессового инструмента обязательно применяют смазку: минеральные масла, графит, канифоль; при прессовании трудно деформируемых материалов жидкое стекло.

Основной недостаток описанного процесса: большой пресс-остаток (до 20 %), который всегда остается в камере прессования, так как металл не может полностью выдавливаться из неe.

Ковка

Ковка – вид обработки металлов давлением, при котором металл деформируется многократными ударами молота или давлением пресса. Получаемые изделия называют поковками. Ручная ковка и машинная ковка имеют низкую производительность. При ковке металл свободно течет в стороны по плоским бойкам, не ограниченный рабочими поверхностями инструмента (рис. 13.6). Процесс ковки состоит из основных и вспомогательных операций.

К основным операциям относятся:

Осадка – уменьшение высоты заготовки за счет увеличения площади поперечного сечения.

Высадка – осадка части заготовки. Выполняют при помощи оправки – подкладного инструмента.

Протяжка – увеличение длины заготовки за счет уменьшения площади поперечного сечения. Выполняется последовательными ударами молота по соседним участкам заготовки с одновременным ее перемещением вдоль оси протяжки и поворотами на 90° вокруг оси.

Раскатка на оправке – увеличение внутреннего и наружного диаметров кольцевой заготовки и уменьшении толщины стенок.

Прошивкой получают в заготовке сквозные отверстия или полости (глухие отверстия). Инструмент – прошивень, отход металла – выдра.

Рубка – отделение одной части заготовки от другой.

Гибка – придает заготовке изогнутую форму по заданному контуру. Выполняют при помощи опор и приспособлений. Изготовляют угольники, скобы.

Скручивание – поворот части заготовки вокруг продольной оси.

Передача – вертикальное смещение одной части заготовки относительно другой. Выполняют при помощи дополнительных опор.