«Технологии заготовительного производства в машиностроении. Обработка металлов давлением.». «Технологии заготовительного производства в машиностроении. Технологии заготовительного производства в машиностроении
 Скачать 347.5 Kb.
|
|
3. Блюминги и слябинги. Самые мощные обжимные станы – блюминги и слябинги. Блюминг – реверсивный дуо-стан продольной прокатки с диаметром валков до1400 мм, на котором прокатывают слитки массой 5-15 тонн в квадратные заготовки – блюмы сечением от 150150 до 450450 мм, которые в дальнейшем используются для получения сортового проката. Слитки прокатываются между верхним и нижним валками. Подача слитков в рабочую клеть производится роликами рольганга. Слябинг – заготовочный стан, на котором слитки массой 7-25 тонн прокатываются в полосы – слябы (прямоугольные заготовки для последующего листового проката) толщиной 125-225 мм и длиной до 5000 мм. Производительность блюмингов и слябингов – 6-10 млн. тонн в год.36 4. Сортамент проката. Металлургическая промышленность России выпускает разнообразные виды проката, отличающиеся по форме поперечного сечения и размерам. Все эти изделия стандартизованы. Перечень прокатываемых изделий с указанием формы профилей и их размеров называется сортаментом проката. Хотя сортамент прокатных изделий весьма обширен, всё же представляется возможным весь прокат разбить на следующие группы:
5. Сортовой прокат. Наиболее разнообразной является группа сортового проката, который подразделяется на простые и фасонные профили. К простым профилям относятся профили простой геометрической формы (круг, квадрат, полосы плоского сечения). Прокат сложного поперечного сечения относится к фасонным профилям. В зависимости от назначения фасонные профили подразделяются на профили общего или массового потребления (угловой профиль, швеллеры, двутавровые балки, шестигранные профили и др.) и профили специального назначения (железнодорожные рельсы широкой и узкой колеи, трамвайные рельсы, профили сельскохозяйственного машиностроения, электропромышленности, нефтяной промышленности и др.). В прокатных цехах производят более 1600 размеров простых профилей, более 1100 фасонных профилей общего потребления и примерно 1350 размеров профилей специального назначения. Весь сортовой прокат подразделяется на четыре группы: сталь крупносортная, среднесортная, мелкосортная и катанка диаметром от 5,5 до 9 мм.38 Цветные металлы преимущественно прокатывают на простые профили. Профили специального вида проката предназначены для отдельных специализированных отраслей промышленности (колёса для железнодорожных составов, шестерёнки для автотракторной промышленности).39 Технология сортовой прокатки состоит из последовательного превращения слитка в обжатую заготовку (блюм) и далее в сортовую или профильную сталь (слиток-блюм-профиль). Затем блюмы поступают на заготовочные станы, производящие заготовку – квадрат со скругленными углами, который, попадая на сортовые станы, превращается в сортовой горячекатаный прокат. Станы, участвующие в прокатке сорта имеют вырезные валки, образующие калибры открытого или закрытого типа и выполняют продольную прокатку.40 5. Листовой прокат. Листовая прокатка состоит из последовательного превращения слитка в обжатую заготовку (сляб) и далее в листы, рулоны или ленты листового материала, что служит заготовкой при листовой штамповке и др. Для листового проката применяют более тяжёлые слитки весом 10-18 тонн. Обжимной стан, т.е. слябинг, выпускает обжатые заготовки сечением от 500600 мм до 1500300 мм. В зависимости от способа производства и толщины листовой прокат подразделяется на три основных группы: горячекатаные толстые листы толщиной 4 мм и более, горячекатаные тонкие листы толщиной менее 4 мм и холоднокатаные листы всех размеров.41 Листовой прокат из стали и цветных металлов используется в самых разнообразных отраслях промышленности. Поэтому листовую сталь часто подразделяют по назначению, так, например, свариваемая корпусная сталь судостроения (ГОСТ 5521—76), горячекатаная толстолистовая конструкционная качественная углеродистая сталь толщиной от 4 до 14 мм и низколегированная сталь для котлостроения и сосудов, работающих под давлением (ГОСТ 5520—69), рулонная холоднокатаная сталь толщиной 0,02—4 мм и др.42 В последние годы начали широко применять холодную прокатку для производства точных фасонных профилей. Холоднокатаный лист – самая высококачественная продукция, хотя себестоимость его выше, чем горячекатаного. Холодной прокаткой изготавливают лист и ленту из стали всех классов, цветных металлов (алюминия, титана, медных сплавов) и тугоплавких сплавов. В современных цехах листовую сталь производят рулонным методом. Смотанный в рулоны лист поставляется потребителям, производящим размотку и разрезку листов на требуемые по длине размеры. Полистный способ устарел и остался лишь для толстых листов ответственного назначения. Рулонный способ позволяет создавать непрерывные процессы с полной механизацией и автоматизацией всех операций в потоке. Исходной заготовкой служит горячекатаный лист или лента (подкат).43 Перед холодной прокаткой рулоны горячекатаной листовой заготовки сначала разматывают для травления (обычно серной кислотой), чтобы снять окалину. Холодная прокатка, как правило, производится на непрерывных станах, состоящих из трёх или пяти четырёхвалковых клетей, или на одноклетьевых реверсивных станах. При этом удельное давление на валки очень велико (до 2000МПа) и жёсткость клетей обеспечивает незначительные величины прогиба валков. После холодной прокатки листы отжигают для наклёпа, затем дрессируют и разрезают. Дрессировкой называют операцию холодной прокатки с малыми (=0,55%) обжатиями для правки и получения гладкой (иногда зеркальной) поверхности и некоторого наклёпе для повышения предела текучести.44 6. Трубный прокат. В соответствии с ГОСТом трубы, изготовляемые на прокатных станах, подразделяются на две группы:
Сварные трубы являются более дешёвыми и применяются во всех случаях, не требующих высокого внутреннего давления (водопровод, воздухопровод, газо- и нефтепровод). У сварных труб материал в зонах термического влияния, примыкающих к сварному шву, имеет пониженные свойства. Бесшовные трубы отличаются большей прочностью, жаропрочностью, точностью размеров и лучшим качеством поверхности, т.е. они превосходят сварные по механическим, физическим и эксплуатационным свойствам., но значительно дороже.45 Станы для производства сварных труб – трубосварочные - представляют систему машин для сгибания (формовки) заготовки в трубу и последующей сварки (печной, электродуговой или электроконтактной).46 При производстве сварных труб сначала из полосы гибкой в нескольких парах валков получают заготовку, соединённые кромки которой сваривают различными видами сварки.47 Обычно используется следующие способы сварки труб:
Сварка труб с прямым швом производится на специальных трубозагибочных и электросварочных автоматах. Нагрев стыка трубной заготовки при контактной сварке осуществляется электрическим током, а необходимое для сварки давление производится боковыми роликами. Контактной сваркой способом сопротивления изготовляют трубы диаметром до 700 мм. Для сварки сопротивлением применяют ток 60-150 тыс. А при напряжении 5-10 В скорость сварки в среднем составляет 13,5-15 м/мин. При сварке токами высокой чистоты, металл нагревают индукционным током и затем заготовку сваривают с применением давления или плавления. Заготовка для труб большого диаметра сворачивается в спираль и сваривается спиральным швом. Сварные трубы со спиральным швом изготовляют диаметром до 2520 мм автоматической сваркой под слоем флюса со скоростью до 300 м/час.48 Сортамент бесшовных труб характеризуется диаметром (чаще наружным) и толщиной стенки. По диаметру бесшовные трубы поставляются от 650 мм до нескольких миллиметров с толщиной стенки от 75 мм до десятых долей миллиметра.49 По способу производства бесшовные трубы делят на:
Общая схема производства горячекатаных труб:
Горячекатаные трубы производят двумя методами – прокаткой и прессованием.
Различают:
При обратном прессовании металл, заложенный в матицу, при нажатии на пуансон выдавливает металл через отверстие в самом пуансоне.52 Однако геометрическая точность и чистота поверхности горячекатаных труб не всегда удовлетворяют потребителей и всегда уступают холоднокатаным. Так, допуски по диаметру горячекатаных труб в два раза повышают допуски для труб холоднокатаного производства, а допуски по толщине стенки для холоднокатаных труб практически на порядок меньше. Получение труб повышенной геометрической точности и качества поверхности, в том числе малого диаметра и тонкой стенкой, осуществляют холодной прокаткой или холодным волочением. В большинстве случаев комбинируют оба способа: холодной прокаткой осуществляют утонение стенки до требуемой величины и далее волочением уменьшают диаметр до нужного размера.53 7. Периодический прокат. Как известно, прокаткой получают изделия с постоянным по длине сечением (прутки, трубы, балки, рельсы, фасонный профиль, листы) или периодически изменяющиеся по длине, форме и размерам. Периодический прокат имеет переменную по длине площадь поперечного сечения и служит заготовкой в массовом и крупносерийном производствах. Существуют следующие методы периодической прокатки:
При продольной прокатке металл деформируется между двумя валками, вращающихся навстречу друг другу. Этим способом производимся почти 90% прокатной продукции, в том числе весь листовой и профильный прокат. Крупный сорт, профиль и толстый лист производят методом горячей продольной прокатки, тонкий лист, ленту, ленту, мелкий профиль точных размеров - методом холодной прокатки. Профили продольной прокатки служат для изготовления балок передних осей грузовых автомобилей, лопаток, осей.54 При поперечной прокатке валки вращаются в одном направлении и их оси параллельны, а заготовка деформируется ими при вращении около своей оси. Методом поперечной прокатки получают, например, зубчатые колёса и звёздочки цепных передач на специальных станках с зубчатыми валками. При поперечно-винтовой (косой) прокатке валки также вращаются в одном направлении, но их оси расположены под некоторым углом, поэтому заготовка не только вращается, но также перемещается поступательно вдоль своей оси; этот метод применяют для получения бесшовных труб, шаров, осей и др. Профили поперечно-винтовой прокатки служат для изготовления шариков и роликов подшипников качения, профилированных трубчатых деталей (втулок). Два последних вида прокатки, как правило, относятся к методам горячей обработки.55 Профили поперечно-клиновой прокатки служат для изготовления валов электродвигателей, валов коробки передач автомобилей и других деталей типа тел вращения.56 8. Специальный прокат. Специальный прокат также предназначен для изготовления деталей сложного профиля, например, колёса железнодорожного транспорта, бандажей, цепей и др.57 Ковка. Ковка заключается в обжатии заготовки между верхним (подвижным) и нижним (неподвижным) боками с применением разнообразного кузнечного инструмента (молота или пресса). При этом могут применяться опорные, подкладные и другие инструменты: топор, раскатка, зубила, гладилки, обжимка и т.п. 58 Исходным материалом для ковки служат слитки, прокат различных профилей и прессованный металл. Изделие, полученное ковкой, называют поковкой. Большие поковки получают из кузнечных слитков, средних и малых размеров – из проката и прессованного металла. Ковку применяют в условиях единичного и мелкосерийного производства для получения поковок любой массы. 1. Виды ковки. Свободная ковка. Различают два вида ковки:
Под свободной ковкой понимают пластическую деформацию нагретого металла с помощью бойков молота или пресса, при этом течение металла не ограничивается заранее изготовленными формами. Основные операции свободной ковки:
При протяжке длина поковки увеличивается за счёт уменьшения её поперечного сечения. Вначале куют на квадрат, после чего (если нужно) скругляют поковку или формируют. Для протяжки поковку кладут поперёк бойков, передвигая её после каждого удара. Чтобы ускорить протяжку, применяют закруглённые бойки и раскатки, увеличивающие удлинение при ковке. Изготавливают валы, оси, шатуны и т.п. При осадке поперечное сечение поковки увеличивается за счёт высоты. Если требуется осадить не всю заготовку, а только часть её, то нагревают только соответствующую часть заготовки (местный нагрев). Такая местная осадка называется высадкой. Для осадки и высадки под молотами нужны широкие бойки, чтобы перекрывать с торцов осаживаемое изделие. Изготавливают диски, фланцы, шестерни и т.п. Для гибки тоже нужен местный нагрев заготовки. На изгибе толщина заготовки уменьшается, чтобы поковка вышла размерной по сечению, перед гибкой делают высадку, затем заготовку зажимают между бойками молота и сгибают кувалдами или ручниками. Прошивание (пробивание) отверстий производится с помощью пробойника, называемого прошивнем. Заготовку кладут на нижний боёк и ударами верхнего бойка вбивают прошивень приблизительно до половины толщины заготовки, при этом металл из-под прошивня течёт в стороны и заготовка изгибается к верху. Затем заготовку переворачивают и вбивают прошивень с другой стороны. В конце операции прошивень срезает часть металла в виде диска. Расширяют и выравнивают отверстия с помощью бочкообразных оправок. Для ручной рубки применяют зубила, а для рубки под молотом – кузнечные топоры прямой, угловой или полукруглой формы, Осуществляется рубка в два-три приёма.60 2. Основное оборудование свободной ковки. Свободной ковкой изготовляют детали массой от нескольких граммов до 250 тонн и более и размерами от сантиметров до десятков метров. Свободная ковка разделяется на ручную (мелкие ремонтные мастерские) и машинную. Свободная машинная ковка осуществляется на молотах и прессах. Молотами называются машины ударного действия, в которых энергия привода перед ударом преобразуется в кинетическую энергию линейно движения рабочих масс с закреплённым на нём инструментом, а во время удара – а полезную работу деформирования поковки. Для привода молотов используют пар, сжатый воздух или газ, жидкость под давлением, горючую смесь, взрывчатые вещества, магнитные и гравитационные поля. Существуют молоты с массой падающих частей от 160 кг до 16 тонн. По конструкции и типам привода молоты можно разделить на:
Для свободной ковки применяют также:
Гидравлические прессы работают за счёт давления жидкости, подаваемой в рабочий цилиндр, плунжер которого связан с траверсой. При перемещения плунжера под давлением жидкости вниз верхний боёк будет деформировать заготовку. Подъём траверсы вверх осуществляется небольшими возвратными цилиндрами. Рабочая сила в гидравлических прессах 100-150 МН и более. Парогидравлические прессы отличаются от гидравлических наличием усилителя давления (мультипликатора). Парогидравлические прессы могут развивать силу до 750 МН.62 |