Обработка давлением

   Выбор   заготовки. Для   производства    деталей  (заготовок)
необходимо   иметь  заготовки  из  которых,  в  конечном  счете,
получают    готовые    детали.   Основные   виды   заготовок   в
приборостроении:   сортовой   материал;   отливки;   поковки   и
штамповки.  Выбор вида заготовки зависит от конструкции детали и
типа  производства.  Процесс  выбора  заготовки многовариантен и
более подробно рассматривается во всех других методов обработки.
 Наиболее   широко   в   приборостроении  применяется  сортовой
материал,  изготовляемый  прокатом,  волочением и т.п. из чёрных
металлов   и   цветных   сплавов   при  этом  получают  материал
определённого  профиля.  Сортовой материал может иметь следующие
профили:  прутки  круглого, квадратного и шестигранного сечения,
трубы,  листы, полосы, ленты. Уголок, швеллер, двувтавр, а также
может  быть  изготовлен  и  специальный  профиль  по  требованию
заказчика. Заготовки могут быть изготовлены и из неметаллических
материалов: винипласт, гетинакс, текстолит и др.
 Сортовой   материал  следует  применять,  в  основном,  в  тех
случаях,  когда  профиль  материала  близко  подходит  к профилю
детали.  Круглые  прутки  и  трубы  применяются для изготовления
деталей, имеющих форму тел вращения (осей, валиков, втулок). Для
деталей,   обработка   которых   предусматривается  на  токарных
автоматах,    следует   выбирать   калиброванные   прутки   7-11
квалитетов.  Плоский  прокат  используется,  главным  образом, в
условиях  единичного  и мелкосерийного производства для деталей,
заготовки  к которым нецелесообразно изготовлять в виде отливок,
объёмных   штамповок  и  т.  п.  Плоский  прокат  малой  толщины
применяется  для изготовления деталей методом холодной штамповки
на  прессах. В массовом и крупносерийном производствах для таких
деталей целесообразно применять ленты.
 Необходимые  сведения  о  различных  видах  проката  (размеры,
точность    изготовления,    качество   поверхности   и   другие
характеристики) имеются в ГОСТах, прайс-листах фирм и др.
 Обработка  металлов давлением основана на способности металлов
и   ряда  неметаллических  материалов  в  определённых  УСЛОВИЯХ
получать   пластические,   остаточные  деформации  в  результате
воздействия на деформируемое тело (заготовку) внешних сил.

Обработка давлением. Одним из существенных достоинств обработки металлов давлением является возможность значительного уменьшения отходов металла по сравнению с обработкой резанием. Другим достоинством является возможность повышения производительности труда, т.к. в результате однократного приложения усилия можно значительно изменить форму и размеры заготовки. Кроме того, пластическая деформация сопровождается изменением физико-механических свойств металла заготовки, которые можно использовать для получения деталей с требуемыми служебными свойствами (прочностью, жесткостью, сопротивлением износу, и т.п.) при наименьшей их массе. Эти и другие достоинства приводят к тому, что удельный вес обработки давлением неуклонно возрастает.
  Прокат. Прокатное производство имеет огромное значение в экономике государства. Прокатке подвергают до 90% всей выплавляемой стали и большую часть цветных металлов. Прокатка заключается в обжатии заготовки между вращающимися валками. Силами трения заготовка втягивается между валками, а силы давления, нормальные к поверхности валков, уменьшают поперечные размеры заготовки. Взаимное расположение валков и заготовки, форма и число валков могут быть различными. Выделяют три основных вида прокатки: продольную, поперечную и поперечно-винтовую. При продольной прокатке заготовка деформируется между двумя валками, вращающимися в разные стороны и перемещается перпендикулярно осям валков. При этом получается плоская заготовка. При поперечной прокатке валки, вращаясь в одном направлении, придают вращение заготовке, которая, перемещаясь вдоль оси валков, деформируется и получается заготовка в виде тела вращения. При поперечно-винтовой прокатке валки расположены под углом и сообщают заготовке при деформировании вращательное и поступательное движение (заготовки сложной формы). Форма поперечного сечения прокатного изделия называется его профилем. Совокупность различных профилей разных размеров называется сортаментом. Сортамент прокатываемых профилей разделяют на 4 основных группы: сортовой прокат, листовой, трубы и специальные виды проката. Профили сортового проката подразделяют на простой формы и сложной формы. Квадрат, круг, шестигранник, прямоугольник - это прокат простой формы, а швеллеры, двутавр, рельсы, уголки - сложной, фасонной формы. Трубы стальные разделяют в основном на бесшовные диаметром 30 -650 мм и сварные 10 - 1420мм. В качестве примера специальных видов проката можно указать на колеса, кольца, зубчатые колёса и т.д.
  Ковка - вид горячей обработки металлов давлением при котором металл деформируется под воздействием ударов универсального инструмента - молота. Металл свободно течёт в стороны, не ограниченные рабочими поверхностями инструмента. Ковкой получают заготовки для последующей механической обработки. Эти заготовки называют кованными поковками или просто поковками. Ковку подразделяет на ручную и машинную. Последняя производится на молотах и гидравлических прессах. Ковка является единственно возможным способом изготовления тяжёлых заготовок, особенно в единичном производстве. Как правило, на каждом приборостроительном предприятии имеется хотя бы один молот или гидравлический пресс.
 Прессование заключается в продавливании заготовки, находящейся в замкнутой форме через отверстие матрицы. Форма и размеры поперечного сечения выдавленной части заготовки соответствуют форме и размерам отверстия матрицы, а длина её пропорциональна отношению площадей поперечного сечения исходной заготовки и выдавленной части и перемещению давящего инструмента. Прессованием изготавливают прутки диаметром 3 - 250 мм, трубы диаметром 20 - 400 мм со стенками толщиной 1,5-12мм и другие профили. Прессованием также, получают профили из конструкционных, нержавеющих и специальных сталей и сплавов. Точность прессованных профилей выше, чем прокатных. К недостаткам прессования надо отнести большие отходы металла, т.к. весь металл не может быть выдавлен из контейнера. Масса прессостатка может достигать 40% от массы исходной заготовки.
  Волочением называется процесс протягивания заготовки через сужающуюся полость матрицы, площадь поперечного сечения заготовки уменьшается и получает форму поперечного сечения матрицы. Волочение, как правило, осуществляют в холодном состоянии. Исходными заготовками служат прокатные или прессованные прутки и трубы из стали, цветных металлов и их сплавов. Вследствии того, что к заготовке при волочении приложено тянущее усилие в отверстии волоки (очаге деформации) и после выхода из нее металл испытывает растяжение. Сортамент изделий, изготовляемых волочением, очень разнообразен: проволока диаметром 0,002 - 10 мм и фасонные профили. Волочением калибруют стальные трубы диаметрами от капиллярных до 500 мм, стальные прутки диаметром 3-150мм. Волочение обеспечивает точность размеров, высокое качество поверхности, получение очень тонких профилей.
  Штамповкой называют процесс изменения формы и размеров заготовки с помощью специализированного инструмента-штампа. Для каждой детали изготавливают свой штамп Различают холодную штамповку и горячую объёмную штамповку. Холодная штамповка в свою очередь подразделяется на объёмную штамповку сортового материала и холодную листовую штамповку листового материала. Холодная объёмная штамповка заключается в выдавливании материала находящегося при обычной температуре в полость матрицы для получения требуемой формы. При этом применяется холодное выдавливание, холодная высадка и холодная объёмная штамповка. Наиболее широко распространена холодная листовая штамповка. Достоинства листовой штамповки: I. Возможность получения деталей минимальной массы при заданной их прочности и жесткости. 2. Достаточно высокие точность размеров и формы. 3.Сравнительные простота механизации и автоматизации, обеспечивающие высокую производительность (30-40 тыс. деталей в смену). 4. Хорошая приспосабливаемость к производству. Толщина заготовки при холодной штамповке обычно не более 10мм и лишь в сравнительно редких случаях более 20мм. Технологический процесс получения деталей путём холодной штамповки содержит ряд операций: обрезка, вырубка, гибка, вытяжка с утолщением стенки и без, отбортовка, обжим, чистовая штамповка и др. Существуют следующие виды штамповки: простого, последовательного и совмещённого действия. Штамп последовательного действия выполняет операции в различных позициях по направлению подачи, так что для очередной операции заготовка перемещается на шаг подачи. Штамп совмещённого действия все операции выполняет в одной позиции без перемещения заготовки в направлении подачи. Штамп простого действия - это штамповка, как правило, простых по форме деталей или отдельных элементов детали (поэлементная штамповка). Для обеспечения штамповки применяют оборудование - пресса кинематического и гидравлического действия. В современном приборостроении применяются и штамповочные пресса с числовым программным управлением. Такое оборудование используется для изготовления опытных образцов изделий. Горячая объёмная штамповка - это вид обработки металлов давлением, при котором формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью штампа. Штамповка вообще применяется в массовом и крупносерийном производстве, а при организации группового производства и в мелкосерийном производстве.
  Виброобкатывание - это процесс обработки поверхностей детали путём обкатывания их шариками или роликами из твердосплавного материала под определённым давлением и с колебаниями вдоль линии перемещения. Таким способом достигается существенное улучшение качества поверхности, т.е. повышение точности, уменьшение шероховатости и улучшение физических свойств материала. Применяя данный процесс, возможно, создавать поверхности с требуемым микрорельефом. Кроме того, этот процесс применяют и в декоративных целях.