Dezvoltarea de metal presare a început în secolul al XVII-lea, atunci când cele mai simple presele * presare de țevi și tije de metal foarte moale, a fost stăpânit - plumb. De-a lungul timpului, tehnica de producție de presă dezvoltat -progressirovala prese de proiectare a acestora și creșterea capacității, design îmbunătățit pentru a sculei de presare și a materialelor pentru fabricarea lor, sunt implicate în prelucrarea metalelor noi si aliaje - mai durabile, care necesită temperaturi ridicate de prelucrare; forma a devenit mai complicată și sa îmbunătățit calitatea produselor de presă. În prezent, presării - modern, rapid-paced proces de formare a metalelor, care joacă un rol important în accelerarea progresului tehnologic. presare de dezvoltare contribuie mai mult în cazul în care activitatea de mulți oameni de știință și ingineri ruși și sovietici, printre care sunt PS Istomin, SI Gubkin, IL Pearl, VI Zholobova, LA Shofman, YM Okhrimenko, L. Prozorov, YF Shevakina, M. 3. Ermanka, M. Zaharov, AI Kolpashnikova, LG Stepanskaya și multe altele.
Diagrama din exterior proces de presare este foarte simplu și în acel gol metalul plasat în cavitatea închisă, sub influența presiunii de lucru, care este transmis prin intermediul instrumentului de presă, este extrudat sub formă de muluri - tijă profil, panou cu tuburi. În tehnica de presare, un produs de presă al oricărei configurații este denumit profil. Cea mai comună metodă de comprimare directă ** și utilizate în acest scop, instrumentul tehnologic principal este prezentată în Fig. 2. Rezervorul 3 este încărcat piesa 4. Cu partea de ieșire a matricei de rezervor 2. Culisa 6 este atașată la presele cu piston și transferă presiunea pe piesa de prelucrat. Press șaibă 5 este o etanșare intermediară între piesa de lucru și berbec. Pentru matricea are de asemenea un ghidaj (nu este ilustrat), care împiedică profilul nedorit la încovoiere după ieșirea din matriță.
Fig. 2. Schema cea mai comună de presare metalică directă: 1 - produs de presă; 2, este matricea; 3 - container; 4 - necompletat; 5 - mașină de spălat cu presă; b - ștampila de presă
Partea principală a instrumentului este o matrice. Forma canalului său determină forma exterioară a profilului. Pentru a comuta între apăsarea unui profil în altul, este suficient să modificați numai matricea. Prin urmare, timpul de tranziție de la producția unui articol în altul în timpul presării este mult mai mic decât, de exemplu, în cazul produselor lungi; acolo pentru reconfigurarea producției pe alt profil, rulourile vor trebui să fie transbordate și întreaga linie va fi reconstruită. Prin urmare, presarea profilurilor este avantajoasă în cazul în care sunt necesare mici cantități, adică în producția la scară mică.
Piesa de prelucrat este de obicei un lingou, uneori pre-deformat. În majoritatea cazurilor, piesa are o formă cilindrică și este mult mai rară - plată.
Procesul este cel mai adesea realizat în felul următor: preforma încălzită în cuptor este furnizată unui container cu un mecanism special, a cărui parte de ieșire este acoperită de o matrice. Apoi, din partea opusă, în recipient se introduc o șaibă de presă și o ștampilă de presă, iar piesa de prelucrat apare astfel într-un volum închis. După aceea, lichidul presurizat este introdus în cilindrul principal al presei și pistonul începe să se deplaseze înainte, transferând presiune ridicată către piesa de prelucrat printr-o ștampilă de presă și o șaibă de presare. Metalul încălzit al piesei de prelucrat devine plastic și este extrudat sub forma unui profil prin canalul matricei. Apăsarea continuă până când o mică parte a metalului, numită reziduu rezidual, rămâne în recipient. Lungimea reziduului de presare este determinată din condițiile de curgere discutate mai jos. Produsul de presă, la extrudarea piesei de prelucrat, părăsește matricea și se deplasează de-a lungul mesei de presare. La sfârșitul presării, se taie de pe reziduul de presă și se transferă la prelucrarea ulterioară, iar restul de presă se îndepărtează în deșeuri. După aceasta se repetă ciclul de presare. Ciclicitatea, adică discontinuitatea, este o lipsă de presare, care o deosebește de procesele continue de prelucrare a metalelor cu presiune, cum ar fi laminarea sau desenul.
Presarea este efectuată mai des pe prese hidraulice și, mai puțin, pe prese mecanice. Prese hidraulice moderne sunt mașini complexe puternice, pentru crearea cărora este necesar un nivel ridicat de dezvoltare tehnologică. Ca urmare, procesul de presare a fost dezvoltat destul de recent, când industria a învățat cum să creeze prese hidraulice puternice. Astăzi cea mai mare capacitate de prese hidraulice este de 200 MN, ea cântărește mai mult de 3000 de tone, costul său este de aproximativ 15 de milioane de ruble. pe aceasta este posibilă presarea spațiilor cu diametrul de până la 1100 mm.
Presarea metalului poate fi efectuată în funcție de diferite scheme. O caracteristică distinctivă a presării directe (a se vedea figura 2) este mișcarea piesei de prelucrat în procesul de presare pe pereții containerului. O altă schemă comună este presarea inversă *** (Figura 3), în care nu are loc o astfel de mișcare.
În ciuda simplității schemei, procesele destul de complicate apar în metalul preformei în prepararea diferitelor produse de presă, în principal legate de inegalitatea fluxului de metal. Această inegalitate se explică prin faptul că secțiunea transversală a piesei de presă diferă de regulă de cea a piesei de prelucrat, iar diferitele părți ale acesteia sunt prin urmare stoarse inegal. De exemplu, straturile preforme din fața cavității canalului matricei prezintă o rezistență mai mică la mișcare decât acele straturi care sunt mai departe de axa longitudinală a canalului; straturile periferice ale semifabricatului trec printr-o cale mai lungă decât cele centrale. Influențează scurgerea și contactul preformei cu pereții containerului. Acest contact se poate datora influenței frecării și întârzie deplasarea straturilor periferice, și chiar să conducă la unele dintre ele de răcire, dacă temperatura recipientului este sub temperatura țaglei. Temperatura, neuniformă pe secțiunea transversală a piesei de prelucrat, determină o distribuție inegală a valorii rezistenței de deformare, care la rândul ei conduce la o creștere a neuniformității fluxului de metal. Ca urmare, se formează mase metalice în semifabricatul compactat, a cărui ieșire nu este aceeași, ceea ce afectează în mare măsură calitatea produsului finit.
Fig. 3. Schema de presare inversă: 1 - produs de presă; 1 - ștampilă de presă; 3 - container; 4 - matrice; 5 - necompletat
Fig. 4. O diagramă care ilustrează natura fluxului de metal în matrice în timpul presării
Metalul în timpul procesării presiunii se deplasează de-a lungul liniei de rezistență minimă. Prin urmare, atunci cand este presat, acesta nu curge peste suprafata indicata de literele ABC (Figura 4), dar este extrasa din recipient pe o alta suprafata curbata a ADC-ului. Între suprafețele ABC și ADC se formează un volum frânat de metal (uneori numit "zonă moartă"), care nu este aproape stricată din recipient, ci formează o pâlnie cu pereți curbați. În această pâlnie, metalul piesei de prelucrat curge prin matrice, obținând forma unui produs de presare.
Acele straturi de metal din zona inhibată, care sunt adiacente limitei ADC, acționează asupra straturilor actuale ale metalului piesei de prelucrat. Pe straturile exterioare de metal, se acumulează adesea diferite impurități (particule nemetalice, compuși străini) și în zona inhibată sunt reținute și nu intră prin matrice în metalul produsului de presă. Dacă contaminarea trece în produsul presei, atunci va trebui să fie respinsă.
Ca vypressovki modificări piesei apar în partea central straturile sale: în ele datorită extrudarea țaglei de metal cu viteze inegale în secțiunea transversală (o viteză de metal în centrul mai mare decât la periferie) formează o cavitate sau microporozitate, care la capătul de presare poate continua într-un produs de presă . Această cavitate sau metal friabil într-un produs de presă se numește ponderare în presă; dacă este format în produs, nu este adecvat pentru utilizare.
În mintea noastră, selectăm un cub elementar de metal în piesa de prelucrat și vedem ce forțe acționează asupra ei atunci când este presată. Se pare că forțele compresive acționează pe toate fețele acestui cub. Deformarea în astfel de condiții se realizează deoarece aceste forțe nu sunt la fel de mari. Conform teoriei prelucrării metalelor cu presiune, deformarea plastică sub influența forțelor compresive poate atinge cele mai înalte grade fără a distruge metalul. Astfel, cantitatea de desen în timpul presării poate atinge valori foarte ridicate - pentru metale moi mai mari de 1000. Aceasta înseamnă că secțiunea transversală a presei este de 1000 de ori mai mică decât secțiunea piesei de prelucrat.
Abilitatea metalului de a fi presat cu întinderi mari este o trăsătură distinctivă a procesului. Dacă vom produce un produs, presat, de exemplu, cu o glugă 30, care va fi produsă printr-o metodă de laminare lungă, atunci ar trebui să fie introdus un număr foarte mare de tranziții. Acest lucru se explică prin faptul că, în cazul laminării de înaltă calitate, două forțe de compresie și o forță de tracțiune acționează asupra particulelor metalice deformabile. Și sub această schemă de forțe, cea mai mare valoare a deformării fără distrugere este mult mai mică decât în cazul presării. Prin urmare, pentru a obține un produs cu o evacuare 30, deformarea totală trebuie împărțită în mai multe tranziții. Abilitatea metalelor de a fi presate cu întinderi mari face posibilă obținerea, prin presare, în special din aliaje de plastic, a unui articol de practic orice configurație dintr-o tranziție. Acesta este unul dintre principalele avantaje ale presării înainte de rulare.
Cu toate acestea, hotele mari cu care sunt presate metalele necesită mult efort de presare și o mulțime de energie. Prin urmare, presarea este efectuată pe mașini puternice încărcate - prese. În acest caz, unealta cu care este presat metalul trebuie să reziste la sarcini foarte mari, rezistente la acestea. În mod tipic, presiunea pe șaiba de presare este de 400-800 MPa. Aceasta înseamnă că recipientul dezvoltă o presiune foarte ridicată egală cu 400-800 MPa, dar uneori la presarea profilurilor cu aliaje de înaltă rezistență, acesta atinge 1 GPa și chiar mai mult. Pentru a reduce presiunile de presare necesare, preforma este de obicei încălzită la o temperatură la care se produce cea mai mare rezistență la deformarea metalului și crește plasticitatea acestuia. În funcție de metal sau de gradul aliajului, aceste temperaturi sunt diferite, de exemplu, pentru aliaje de aluminiu - aproximativ 400 ° C, cupru - aproximativ 700 ° C, titan - aproximativ 900 ° C.
Pentru producători este foarte important să se știe la ce viteză ar trebui să comprime produsul, deoarece afectează calitatea produselor și, în plus, determină performanța instalației de presă. Viteza de presare nu este aceeași pentru aliajele diferite și este, de asemenea, legată de un număr de procese care apar în piesa de prelucrat presată.
Distingem viteza de presare (σn) și debitul σi. Viteza de presare este viteza la care se deplasează pistonul de presare, ștampila de presare și piesa de prelucrat în raport cu containerul. Rata de ieșire este rata la care profilul părăsește canalul matricei. Nu este greu de imaginat că viteza de presă viteza de evacuare mai mare, iar diferența este determinată de capota, t. E. mai mare capota, viteza apăsați viteza de evacuare mai mare. Vitezele sunt legate de relația σi = μσn, unde μ este raportul de tragere.
Debitul pentru diferite aliaje este diferit - de la câteva zecimi de metru pe minut la zeci de metri pe minut. In prezent, cele mai mari cantități este presat din aliaje de aluminiu utilizate comercial presare magneziu, cupru, aliaje de titan, diferite oțeluri, precum și refractare, rezistente la căldură, și alte aliaje cu proprietăți speciale (de exemplu, beriliu, radioactive etc.).
Așa cum am menționat deja mai sus, prin presare, în special din aliaje de plastic, de exemplu aluminiu, este posibil să se obțină un profil de aproape orice configurație. Industria a stăpânit zeci de mii de configurații diferite de profil (Figura 5). Toată această diversitate poate fi clasificată în mai multe tipuri principale. 1. Profiluri de secțiune transversală solidă și tubulare. Cel mai simplu reprezentant al profilurilor tubulare este o țeavă. Reglarea instrumentală pentru presarea profilelor goale diferă de la Fig. 2 și 3 prin prezența unui dorn care formează o cavitate interioară. Acest lucru va fi discutat în detaliu mai jos. 2. Profiluri de secțiune constantă de-a lungul lungimii și secțiunii transversale variabile, adică secțiunea transversală are diferite forme și dimensiuni de-a lungul lungimii. Aceste produse în inginerie sunt de o mare importanță, deoarece economisesc o mulțime de metale și costurile forței de muncă în fabricarea de mașini diverse. Caracteristicile presării profilurilor cu secțiune variabilă sunt considerate mai jos.
Fig. 5. Exemple de profile din aliaje de aluminiu
Cea mai mare dimensiune de ansamblu a profilului secțiunii transversale este descrisă printr-un cerc al cărui diametru este de 1000 mm și suprafața secțiunii de 1500 cm2 (aliaj de aluminiu). Cea mai mica profile marker de mărime au o dimensiune de 2 mm și o grosime a peretelui de 0,3 mm și toleranțe dimensionale în cazurile individuale pot fi aduse la ± 0,5% din dimensiunea nominală a desenului. Lungimea masei principale a profilelor produse nu depășește 6-10 m; în același timp pentru scopuri speciale produce profiluri de până la 40 m lungime, și laminate într-un golf - până la câteva mii de metri.
* Prototipul presei hidraulice orizontale moderne a apărut în 1895.
** Un nume mai precis este presat cu flux metalic direct.
*** Un nume mai precis este presat cu fluxul din spate de metal.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: