§ 11. Производство специальных видов проката

1. Прокатка деталей типа колес, бандажей и колец. Заготов­кой для изготовления таких деталей служат слитки или круглый прокат. Технологический процесс их изготовления может включать операции ковки и прокатки. Например, на прессе производят осад­ку и прошивку заготовки, а формовку ступицы, диска и контура обода железнодорожных колес — на специальном колесопрокатном стане (рис. IV. 12,а).

2. Прокатка периодических профилей и деталей как один из самых экономичных методов формообразования заготовок деталей имеет особое значение. Периодические профили используют как заготовки для последующей штамповки или механической обработ-

Рис. IV.12. Схемы получения некоторых специальных видов проката

ки, что обеспечивает экономию 20...30 % металла по сравнению со штамповкой из обычного проката.

Периодические профили изготовляют преимущественно попе­речной и поперечно-винтовой (см. рис. IV. 5,в) прокаткой. Попереч­ная прокатка осуществляется на двух- и трехвалковых станах (рис. IV. 12,6). Поперечно-винтовая прокатка деталей с вин­товой поверхностью (червяков, ходовых винтов, червячных фрез и т. п.) в 30...80 раз производительнее, чем нарезание резьбы на токарно-винторезном станке, и обеспечивает экономию 10...30% металла.

На машиностроительных предприятиях для получения за­готовок типа ступенчатых валиков, втулок, осей, пальцев с малыми припусками все большее применение находят деталепрокатные станы. Чаще всего в них используется принцип поперечно-клиновой прокатки, при которой заготовка прокатывается между двумя плитами с ручьями требуемой формы.

3. Производство гнутых профилей. Во многих случаях детали машин и конструкций из фасонных горячекатаных профилей имеют слишком большой запас прочности и оказываются чрезмерно мате­риалоемкими, так как минимальная толщина стенок этих профилей

2. .3 мм. Легкие тонкостенные с высокой жесткостью так называ­емые гнутые профили различной формы получают гибкой тонкой полосы на специальных профилегибочных станах.

Изготовление гнутых профилей аналогично формированию за­готовок сварных труб. При профилировании площадь поперечного сечения полосы остается неизменной, а меняется только его форма. При этом в результате холодной пластической деформации проис­ходит упрочнение металла.

Получают гнутые профили открытого типа, иногда весьма сложной формы (полузакрытого и закрытого типа) (см. рис. IV.6,d).

Применение гнутых профилей обеспечивает уменьшение массы конструкций по сравнению с изготовлением их из горячекатаных фасонных профилей на 25...30 %.

§ 12. Прессование

1. Характеристика процесса. Прессование заключается в вы­давливании металла из замкнутого объема через отверстие в мат­рице. Профиль прессованного изделия соответствует сечению этого отверстия. Прессование — высокопроизводительный и экономич­ный способ обработки металлов и сплавов, которым можно полу­чать сплошные и полые профили (рис. IV. 13,а). Прессованные изделия более точны, чем катаные.

Прессование металла происходит в условиях всестороннего неравномерного сжатия (см. рис. IV.2,а)'. При такой схеме дефор­мирования металл наиболее пластичен. Поэтому прессованием можно обрабатывать как пластичные, так и малопластичные спла­вы: медные, алюминиевые, магниевые, титановые, углеродистые и легированные стали и др. Недостатки процесса —значительные /иногда до 40 % от массы заготовки) отходы металла и интенсив­ный износ инструмента, особенно при прессовании сталей и других труднодеформируемых сплавов.

Прессованием получают прутки диаметром 5...250 мм, прово­локу диаметром 5...10 мм, трубы с наружным диаметром 20... 400 мм и толщиной стенки 1,5...12 мм и другие изделия. Благо­даря гибкости, легкости переналадки на изготовление другого про­филя прессованием, по сравнению с прокатыванием, выгоднее изготовлять малые серии профилей. ^

2. Методы прессования. Исходной заготовкой для прессования является слиток или круглый прокат. Различают прямое и обрат­ное прессование.

При прямом прессовании (рис. IV. 13,6) направление выхода металла через отверстие матрицы 5 совпадает с направлением дви­жения пуансона 1, давление которого на заготовку 3 передается через пресс-шайбу 2. Часть заготовки, которая остается в контей­нере 4, называют пресс-остатком. Масса его составляет обычно

8. .12 % от массы слитка.

Рис. IV. 13. Примеры прессованных изделий и схемы прессования

При прессовании труб заготовка сначала прошивается иглой 6 (рис. IV. 13,в), проходящей через полный пуансон 1. При даль­нейшем перемещении пуансона и пресс-шайбы 2 металл выдавли­вается в виде трубы 3 через кольцевой зазор между стенками отверстия в матрице 5 и иглой.

При обратном прессовании (рис. IV. 13,г) матрица 5 устанав­ливается в конце полого пуансона 1 и металл вытекает в направ­лении, обратном перемещению пуансона. Этот метод характери­зуется меньшими отходами (масса пресс-остатка составляет 6... 10 % от массы заготовки) и меньшим усилием прессования, но из-за сложности оборудования он находит ограниченное приме­нение.

Оборудованием для прессования служат горизонтальные и вер­тикальные гидравлические прессы с усилием 3...250 МН с рабочим давлением жидкости до 40 МПа. В последнее время все большее применение (особенно при производстве изделий из трудноде- формируемых сплавов) находит гидропрессование — прессование металлов под непосредственным воздействием давления жидкости до 2000 МПа и выше.