Способы производства заготовок пластическим деформированием и их технологические характеристики

Основной задачей обработки давлением является придание заготовке требуемой формы путем ее деформации.

В процессе деформации меняется структура металла. При правильной технологии обработки давлением и правильном термомеханическом режиме можно создать такую структуру и механические свойства, которые в наибольшей мере удовлетворяли высокой прочности машин в сочетании с их легкостью.

Обработка давлением успешно соперничает с литейным производством и уступает ему лишь по сложности конфигурации получаемых деталей и иногда по стоимости производства, но по качеству металла отлитые детали уступают штампованным, особенно после термообработки.

Чем совершеннее процесс обработки давлением, тем меньше отходов металла, а многие процессы осуществляются вообще без потерь.

Кроме того, обработка давлением, как процесс формообразования, значительно производительнее и дешевле обработка резанием. Повышение точности размеров и улучшение качества поверхностей при холодной штамповке, высадке и выдавливании во многих случаях полностью вытесняет обработку резанием. Износостойкость и прочность изделий кованых (прокатанных) выше, чем изделий полученных резанием.

В СССР выполняется ~ 140 млн. т. стали, из них около 10 млн. т. идут на ковку и штамповку. Это очень значительный процент от общего объема металла, перерабатываемого машиностроительными предприятиями (остальное идет в виде проката или литья).

Примерно 40% общего выпуска поковок приходится на кованные поковки, остальные на штампованные. Общая их масса составляет 17% (до 30% в автомобиле- и тракторостроении) в среднем. КИМ не превышает 0,55…0,6, что объясняется еще большим объемом обработки резанием.

Ориентировочно КИМ при разных получениях поковок:

Способ изготовления	Отходы	КИМ
Отрезка	Нагрев, ковка, Штамповка	Механо-обработка	Термо-обработка
в %, от массы заготовки	в %, от массы поковки
Ковка Болванок и Прутков	≤3	≤8	≤30	≤2	≤0.50
Штамповка в Открытых Штампах	≤4	≤20	≤25	≤1	≤0.6
Штамповка в Открытых Штампах (тонкая)	≤2	≤5	≤10	≤1	≤0.9

Производственный процесс получения поковок характеризуется простотой, относительно малой операционностью (нагрев, ковка или штамповка, обрезка, охлаждение), высокой производительностью, большой металлоемкостью и энергоемкостью. В настоящее время в СССР выпускается более 600 типоразмеров и более 60 тыс. единиц кузнечно-прессовых машин, что свидетельствует о перспективности и дальнейшем развитии кузнечно-прессового производства.

Основными видами обработки металлов давлением являются: прокатка, волочение, ковка и штамповка. Прокатка, прессование и волочение не типичны для машинопромышленных производств. Их продукция: сортовой прокат, трубы, листы, полосы, ленты, специальный и периодический прокат; прутки сплошного и полого сечения из цветных металлов; калиброванные прутки с чистой поверхностью, проволока.

Ковка. Применяют ручную и, главным образом, машинную ковку на ковочных молотах и прессах. Обработке подвергают слитки или катаный и прессованный прутковый материал. Ковку выполняют на плоских или вырезных бойках с применением разнообразного кузнечного инструмента, преимущественно универсального. Заготовки получают заданную постепенно при обжатии ее по частям. Продукт ковки – кованая поковка простой или сложной формы, не имеющая достаточно чистой и ровной поверхности и точных размеров. Для получения из нее готовой детали требуется обработка резанием. Поэтому поковку рациональнее применять лишь при одиночном или мелкосерийном производстве.

Штамповка. Этот способ обработки осуществляется на различном штамповочном оборудовании с использованием специального инструмента – штампов. По виду исходного материала и термическому режиму штамповку подразделяют на объемную (горячую и холодную), осуществляемую из пруткового металла, и листовую (горячую и холодную) – из листового проката.

Точность размеров штампованных поковок и шероховатость их поверхности могут быть такими, что обработка резанием будет незначительна или ненужна. Это характерно для холодной объемной и листовой штамповки. Штамповку применяют при серийном и массовом производстве.

Дата добавления: 2014-01-07