текст. Англ 8. Metalworking forming processes
 Скачать 16.53 Kb.
|
|
МОДУЛЬ 8 METALWORKING FORMING PROCESSES Modern metalworking processes, though diverse and specialized, can be categorized as forming, cutting, and joining processes. Forming processes are supposed to be classified in different ways. One way of classification includes casting, bulk forming processes, and sheet forming processes. Another way embraces casting, metalworking with the application of force or pressure, powder metallurgy. The latter is considered more common. Casting is known to involve pouring heated liquid material into a mold which contains a hollow cavity of the desired shape, and then allowing it to cool and to solidify. The solidified part, a casting, is ejected or broken out of the mold to complete the process. There are numerous metal casting techniques but over 70% of all metal castings are produced in foundries via a sand casting process, which is characterized by using sand as the mold material. All technological processes of metalworking with the application of force or pressure are known to be divided into final metallurgy processes (rolling, extrusion, drawing); workpieces and machine parts manufacturing processes (open die forging, impression die forging, closed die forging, sheet metal forming, etc.). Forging is considered to produce a piece, a forging, that is stronger than an equivalent casting as it improves the mechanical properties of metals by minimizing the internal grain size in metal under controlled plastic deformation. Forging processes can be performed at various temperatures; they are generally classified by whether the metal temperature is above or below the recrystallization temperature. There are different kinds of forging operations available: drawing out (the workpiece length increases and its cross section decreases), upsetting (the workpiece length decreases and its cross section increases), squeezing in closed compression dies (it produces multidirectional flow), etc. Most forging operations use metal-forming dies. Dies must be precisely designed and carefully heat-treated to shape correctly the workpiece and withstand the tremendous forces and pressure. Open die forging uses flat and shaped dies with almost no limit in size of forgings ranging from a few up to several hundred thousand kilograms but requiring their considerable machining to achieve the final shape. In impression die forging, a metal workpiece is placed in a die resembling a mold which is attached to the anvil. The hammer die is usually shaped as well. The hammer is dropped on the workpiece to make the metal flow and fill the die cavities. Excess metal flows out of the die and forms flash. The flash cools more rapidly than the rest of the material so it helps prevent from forming Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) 146 more flash and also forces the metal to fill completely the die cavity. In the end of this operation the flash is removed. A variation of impression die forging is believed to be flashless forging, or true closed die forging. In this type of forging the die cavities are completely closed to keep the workpiece from forming flash. The major advantage of this process is that there is little or no escape of excess metal. The disadvantages include additional cost due to a more complex die design and the need for better lubrication and workpiece placement. There is a variety of sheet metal forming manufacturing processes, such as stamping, punching, bending, etc. These types of forming processes are performed at room temperature. However, some recent developments involve the heating of dies or workpieces. Sheet metal forming is characterized by the fact that the thickness of the sheet metal changes little while processing. Metal components can also be formed by using metal powder instead of molten metal, billets, bars or ingots. The powder is placed into a die and compressed into a solid mass, and then it is heated until the powder particles join together structurally. This process is often called sintering. Besides, metal powder can be shaped by rolling, extruding, etc. ПЕРЕВОД Современные процессы металлообработки, хотя и разнообразные и специализированные, можно разделить на процессы формовки, резки и соединения. Процессы формообразования предполагается классифицировать по-разному. Один из способов классификации включает литье, процессы объемного формования и процессы формования листов. Другой способ — литье, обработка металлов силой или давлением, порошковая металлургия. Последний считается более распространенным. Известно, что литье заключается в заливке нагретого жидкого материала в форму, содержащую полую полость желаемой формы, с последующим охлаждением и затвердеванием. Затвердевшая часть, отливка, выталкивается или выламывается из формы для завершения процесса. Существует множество методов литья металлов, но более 70% всех металлических отливок производятся в литейных цехах с помощью процесса литья в песчаные формы, который характеризуется использованием песка в качестве материала формы. Все технологические процессы металлообработки с приложением силы или давления, как известно, подразделяются на процессы конечной металлургии (прокатка, прессование, волочение); процессы изготовления заготовок и деталей машин (штамповка в открытых штампах, штамповка в штампах, штамповка в закрытых штампах, формовка листового металла и др.). Считается, что ковка позволяет получить деталь, поковку, которая прочнее эквивалентной отливки, поскольку она улучшает механические свойства металлов за счет минимизации размера внутреннего зерна в металле при контролируемой пластической деформации. Процессы ковки могут выполняться при различных температурах; их обычно классифицируют по тому, выше или ниже температура металла температуры рекристаллизации. Доступны различные виды операций ковки: вытяжка (длина заготовки увеличивается, а ее поперечное сечение уменьшается), осадка (длина заготовки уменьшается, а ее сечение увеличивается), выдавливание в закрытых штампах (обеспечивает разнонаправленный поток) и др. В большинстве операций ковки используются штампы для штамповки металла. Матрицы должны быть точно спроектированы и подвергнуты тщательной термообработке, чтобы правильно формировать заготовку и выдерживать огромные силы и давление. В открытой штамповке используются плоские и фасонные штампы, практически неограниченные размеры поковок от нескольких до нескольких сотен тысяч килограммов, но требующие их значительной механической обработки для придания окончательной формы. При ковке штампов металлическая заготовка помещается в форму, напоминающую форму, которая крепится к наковальне. Матрица молотка обычно также имеет форму. Молоток падает на заготовку, чтобы заставить металл течь и заполнить полости штампа. Излишки металла вытекают из матрицы и образуют заусенец. Вспышка остывает быстрее, чем остальная часть материала, поэтому она помогает предотвратить образование дополнительной вспышки, а также заставляет металл полностью заполнять полость матрицы. В конце этой операции вспышка удаляется. Считается, что разновидностью штамповки с оттиском является ковка без оплавления или настоящая ковка в закрытых штампах. В этом типе ковки полости штампов полностью закрыты, чтобы предотвратить образование заусенцев на заготовке. Основным преимуществом этого процесса является то, что избыточный металл практически не выделяется. К недостаткам относятся дополнительные затраты из-за более сложной конструкции штампа и необходимость лучшей смазки и размещения заготовки. Существует множество производственных процессов формовки листового металла, таких как штамповка, штамповка, гибка и т. Д. Эти типы процессов формовки выполняются при комнатной температуре. Однако некоторые недавние разработки связаны с нагревом штампов или заготовок. Формовка листового металла характеризуется тем, что толщина листового металла при обработке мало изменяется. Металлические компоненты также могут быть сформированы с использованием металлического порошка вместо расплавленного металла, заготовок, стержней или слитков. Порошок помещают в матрицу и спрессовывают в твердую массу, а затем нагревают до структурного соединения частиц порошка. Этот процесс часто называют спеканием. Кроме того, металлическому порошку можно придать форму путем прокатки, экструзии и т. д. |