Оброблення металів тиском

Визначення і загальна характеристика

ОБРО́БЛЕ­Н­НЯ МЕТА́ЛІВ ТИ́СКОМ — сукупність технологічних процесів виготовле­н­ня готових деталей або проміжних напів­фабрикатів шляхом зміни форми вихідної заготовки або поділу її на частини без утворе­н­ня стружки під дією зовнішнього тиску середовища (твердого, рідин­ного, газового тощо). Під час О. м. т. змінюються структура та властивості металу. Здійснюють за допомогою: прокатува­н­ня, волочі­н­ня, пресува­н­ня, кува­н­ня та штампува­н­ня. Прокатува­н­ня — спосіб О. м. т., при якому вихідна заготовка обтискається в прокат. стані валками, що обертаються, з метою зменше­н­ня попереч. пере­різу заготовки та на­да­н­ня за­даної форми. Осн. способи прокатува­н­ня: по­здовжнє, поперечне та поперечно-гвинтове, або косе. Роз­різняють сорт., лист. прокатува­н­ня та прокатува­н­ня труб. На циліндрич. поверх­ні валків для сорт. прокатува­н­ня роблять кільцеві канавки (рівчаки). При опускан­ні верх. валка на нижній ці канавки створюють калібри за формою та роз­мірами напів­фабрикату. При лист. прокатуван­ні використовують валки з гладкою циліндр. поверх­нею. Труби прокатують, використовуючи оправки. Волочі­н­ням називають деформува­н­ня металу у ви­гляді дроту, прутів, профілів, труб при їхньому протягуван­ні через канал інструменту, що звужується. Інструментом для волочі­н­ня є фільєри або волоки, виготовлені з порошк. надтвердих карбідів металів. Пресува­н­ня — деформува­н­ня металу із за­мкненого обʼєму крізь калібрувал. отвір. При прямому пресуван­ні метал під тиском прес-штемпеля видавлюється крізь матрицю в напрямку пере­міще­н­ня прес-штемпеля. При зворот. пресуван­ні деформува­н­ня металу здійснюється в протилеж. бік. Сортамент продукції: прути, труби, панелі, дріт, фасон­ні профілі. Кува­н­ня — спосіб О. м. т., при якому необхідно змінювати форми та роз­міри заготовок шляхом місц. прикла­да­н­ня деформуючих удар. навантажень бойками з вільним пере­міще­н­ням металу у всіх напрямках. За допомогою кува­н­ня можна обробляти тиском великі зливки масою до 600 т, поліпшуючи структуру та мех. властивості металу, що обробляється, та виправляючи дефекти литого зливка. Осн. операції кува­н­ня: осадже­н­ня, протягува­н­ня та прошива­н­ня. Під час осадже­н­ня зменшується висота заготовки та збільшується площа її попереч. пере­різу. При протягуван­ні подовжується заготовка або її частина за рахунок зменше­н­ня площі попереч. пере­різу. Прошива­н­ням створюють ненаскрізну порожнину в заготовці за рахунок вільного витісне­н­ня металу. Штампува­н­ня — спосіб О. м. т. з примусовим пере­міще­н­ням (пере­розподілом) металу заготовки в порожнини спеціалізованого інструменту — штампа. Якщо пере­розподіл здійснюють у попереч. пере­різі вихід. заготовки — це обʼємне штампува­н­ня; якщо у попереч. пере­різі вихід. заготовки такий пере­розподіл не від­бувається — це лист. штампува­н­ня. Під час обʼєм. штампува­н­ня дві порожнини (канавки) штампа при суміщен­ні створюють форму виковки, що штампується. Формо­зміне­н­ня здійснюють 3-ма осн. видами штампува­н­ня: у від­критих штампах, у закритих штампах та видавлюва­н­ням. При від­критому обʼєм. штампуван­ні створюється облой, що забезпечує заповне­н­ня кутових елементів канавки. Закрите обʼємне штампува­н­ня су­проводжується економією металу, але потребує точного дозува­н­ня обʼєму вихід. заготовки. Обʼємне штампува­н­ня видавлюва­н­ням — витісне­н­ня металу вихід. заготовки в порожнину та (або) отвір канавки штампа. Видавлюва­н­ня забезпечує високу якість виковок, не потребує точного дозува­н­ня металу, але номенклатура виковок при цьому способі обмежена, а занадто високий тиск деформації впливає на стійкість штампів. Під час лист. штампува­н­ня як вихідну заготовку використовують лист, смугу, стрічку; виконують 3 групи операцій: формо­змінюючі, роз­ділові та комбіновані (вирубува­н­ня-витягува­н­ня). При більшості способів О. м. т. використовують пластич. стан заготовки, але при роз­ділових операціях метал цілеспрямовано руйнують в потріб. місцях заготовок. Пластичність металу збільшується з під­вище­н­ням температури, тому поширені операції гарячого О. м. т., що до того ж характеризуються значно меншим потрібним тиском деформува­н­ня. Але разом з цим збільшуються енерговитрати, зʼявляється окалина на поверх­ні виковок, погіршуються умови праці. Досить широко роз­по­всюджені способи холодного О. м. т., пере­вагами яких є точність і під­вищені міцнісні характеристики виробів, малий від­хід металу. Але для холодного О. м. т. потрібно більш потужне обладна­н­ня, складні штампи з високоміц. сталей. Пере­важно лите штампува­н­ня та волочі­н­ня виконують нахолодно, кува­н­ня — нагарячо, для ін. способів використовують обидва температурні режими деформації.

Літ.: K. Lange. Handbook of Metal For­mang. Dearborn, 1985; G. T. Halmos. Roll Forming Handbook. Boca Raton, 2006; E. Doege, B.-A. Behrens. Handbuch Um­formtechnik. Grundlagen, Technologien, Maschinen. Berlin; Heidelberg, 2007; Соколов Л. М., Алієв І. С., Марков О. Є., Алієва Л. І. Технологія кува­н­ня. Кр­аматорськ, 2010; M. Greger. Forging. Ostrava, 2014; M. Kolbe, W. Hellwig. Spanlose Fertigung Stansen. Vieweg; Zwickau, 2015.

О. С. Аніщенко

Завантажити статтю