Машиностроение и механика

  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Технология конструкционных материалов: прессование, волочение, ковка, горячая объемная штамповка - Прессование

Article Index
Технология конструкционных материалов: прессование, волочение, ковка, горячая объемная штамповка
Специальные виды проката
Прессование
Волочение
Ковка
Основные операции
Разновидности протяжки
Конструирование кованых заготовок
Горячая объемная штамповка
Чертеж поковки
Технологический процесс горячей объемной штамповки
Оборудование для горячей объемной штамповки
Горячая объемная штамповка на прессах
Ротационные способы изготовления поковок
Холодная штамповка
Листовая штамповка
All Pages

 

Прессование


Прессование – вид обработки давлением, при котором металл выдавливается из замкнутой полости через отверстие в матрице, соответствующее сечению прессуемого профиля.

Это современный способ получения различных профильных заготовок: прутков диаметром 3…250 мм, труб диаметром 20…400 мм с толщиной стенки 1,5…15 мм, профилей сложного сечения сплошных и полых с площадью поперечного сечения до 500 см2.

Впервые метод был научно обоснован академиком Курнаковым Н.С. в 1813 году и применялся главным образом для получения прутков и труб из оловянисто-свинцовых сплавов. В настоящее время в качестве исходной заготовки используют слитки или прокат из углеродистых и легированных сталей, а также из цветных металлов и сплавов на их основе (медь, алюминий, магний, титан, цинк, никель, цирконий, уран, торий).

Технологический процесс прессования включает операции:

  • подготовка заготовки к прессованию (разрезка, предварительное обтачивание на станке, так как качество поверхности заготовки оказывает влияние на качество и точность профиля);
  • нагрев заготовки с последующей очисткой от окалины;
  • укладка заготовки в контейнер ;
  • непосредственно процесс прессования;
  • отделка изделия (отделение пресс-остатка, разрезка).

Прессование производится на гидравлических прессах с вертикальным или горизонтальным расположением плунжера, мощностью до 10 000 т.

Применяются две метода прессования: прямой и обратный (рис. 11.6.)

При прямом прессовании движение пуансона пресса и истечение металла через отверстие матрицы происходят в одном направлении. При прямом прессовании требуется прикладывать значительно большее усилие, так как часть его затрачивается на преодоление трения при перемещении металла заготовки внутри контейнера. Пресс-остаток составляет 18…20 % от массы заготовки (в некоторых случаях – 30…40 %). Но процесс характеризуется более высоким качеством поверхности, схема прессования более простая.

clip_image007

Рис. 11.6. Схема прессования прутка прямым (а) и обратным (б) методом

1 – готовый пруток; 2 – матрица; 3 – заготовка; 4 - пуансон

При обратном прессовании заготовку закладывают в глухой контейнер, и она при прессовании остается неподвижной, а истечение металла из отверстия матрицы, которая крепится на конце полого пуансона, происходит в направлении, обратном движению пуансона с матрицей. Обратное прессование требует меньших усилий, пресс-остаток составляет 5…6 %. Однако меньшая деформация приводит к тому, что прессованный пруток сохраняет следы структуры литого металла. Конструктивная схема более сложная

Процесс прессования характеризуется следующими основными параметрами: коэффициентом вытяжки, степенью деформации и скоростью истечения металла из очка матрицы.

Коэффициент вытяжки clip_image008определяют как отношение площади сечения контейнера clip_image009к площади сечения всех отверстий матрицыclip_image010.

Степень деформации:

clip_image011

Скорость истечения металла из очка матрицы пропорциональна коэффициенту вытяжки и определяется по формуле:

clip_image012

где: clip_image013– скорость прессования (скорость движения пуансона).

При прессовании металл подвергается всестороннему неравномерному сжатию и имеет очень высокую пластичность.

К основным преимуществам процесса относятся:

  • возможность обработки металлов, которые из-за низкой пластичности другими методами обработать невозможно;
  • возможность получения практически любого профиля поперечного сечения;
  • получение широкого сортамента изделий на одном и том же прессовом оборудовании с заменой только матрицы;
  • высокая производительность, до 2…3 м/мин.

Недостатки процесса :

  • повышенный расход металла на единицу изделия из-за потерь в виде пресс-остатка;
  • появление в некоторых случаях заметной неравномерности механических свойств по длине и поперечному сечению изделия;
  • высокая стоимость и низкая стойкость прессового инструмента;
  • высокая энергоемкость.