4.4.9 Формовка
Рис. 4.7 - Типовые детали, изготавливаемые формовкой
Для изготовления местных выдавок в плоских или криволинейных участках заготовки используют операцию формовки. Как правило, в очаге деформации возникает схема двухосного растяжения и толщина заготовки обычно при этом уменьшается. Типовые конфигурации выдавок, изготавливаемые формовкой, представлены на рис. 4.7.
Высота выдавки, увеличение площади поверхности заготовки в очаге деформации ограничиваются возможностью образования трещин в наиболее тонком месте (обычно на вершине выдавки) и зависят от пластичности материала заготовки, условий трения на контактных поверхностях с инструментом и значения радиусов кривизны в участках сопряжения выдавки с остальной частью детали, а также инициальных радиусов кривизны профиля выдавки. Для улучшения условий течения металла и уменьшения локализации утонения желательно, чтобы указанные радиусы кривизны были не меньше 5…6 толщин. При изготовлении гофрированных труб (сильфонов) увеличению допустимой высоты гофров способствует осевое сжатие (укорочение) заготовки, благодаря которому возникают осевые сжимающие напряжения, что повышает пластичность материала и снижает утонение на вершинах гофров.
Таким образом, в листовой штамповке имеются широкие возможности управления течением металла в процессе деформирования, а, следовательно, и размерными характеристиками изготовляемых деталей, их свойствами и служебными характеристиками. Комбинируя последовательность штамповочных операций, характер силового воздействия при их осуществлении, а иногда и совмещая несколько операций в одном переходе из плоской листовой заготовки, можно изготовлять детали весьма сложной пространственной формы.
4.5 Прокатка
Основная продукция прокатного производства - листовой и сортовой прокат, обычно являющийся заготовками для последующей обработки резанием, ковкой или штамповкой. Эксплуатационные свойства деталей существенно определяются технологией их изготовления и качеством листового или сортового проката. Исходной заготовкой для прокатки является слиток, полученный заливкой жидкого расплава в изложницы или в кристаллизаторе машин непрерывной разливки металла.
Большую часть слитков черных, цветных и легких сплавов подвергают прокатке или прессованию. Листовой, сортовой или профильный прокат имеет весьма разнообразную форму и размеры поперечного сечения, которые по длине в большинстве случаев остаются постоянными. Листовой, профильный и сортовой прокат редко используют в виде деталей (кровельное железо, рельсы и т. п.).
При прокатке происходит уменьшение площади поперечного сечения заготовки и увеличение его длины.
4.5.1 Факторы, влияющие на качество деталей из проката
В ГОСТ и справочной литературе обычно приводятся данные о механических характеристиках проката в зависимости от химического состава. Однако химический состав является не единственным параметром, определяющим качество проката.
Термомеханические и скоростные режимы прокатки: величина обжатий, чередование термических операций с прокатными, режимы термообработки между переходами прокатки и после ее окончания, режим охлаждения - таков не полный перечень факторов, оказывающих влияние на качество конечного продукта прокатки. Качество определяется также размерами, формой и строением зерен, степенью неоднородности распределения химических элементов, взаимной ориентировкой кристаллографических осей и плоскостей в зернах, которая характеризует степень текстуры преимущественной ориентации металла, степенью загрязненности металла неметаллическими включениями и образуемой ими при прокатке полосчатостью макроструктуры.
В частности, одним из важных правил является рекомендация расположения волокон макроструктуры эквидистантно поверхности детали. Эта рекомендация обычно выполняется, если формирование детали из проката осуществляется обработкой давлением, поскольку в этом случае волокна макроструктуры изменяют свою форму в соответствии с изменением формы заготовки.
При изготовлении детали обработкой резанием происходит перерезание волокон, что сказывается не только на прочностных характеристиках деталей, но и на сопротивлении износу, коррозийной стойкости и т. п.
С учетом изложенного выше целесообразно все более широко использовать прокатку для изготовления заготовок деталей.