29.Виготовлення виробів методами пластичної деформації.

Обробка металів тиском широко застосовується для отримання виробів необхідної форми і розмірів без зняття стружки. В основі обробки тиском лежить пластична деформація, яка призводить до зміни форми металу, його структури і механічних властивостей. Обробка тиском може здійснюватись без нагрівання і при нагріванні вище температури рекристалізації металу, що обробляється.

Застосовують наступні способи обробки металів тиском: прокатку, кування, штампування, волочіння, обробку на давильному верстаті та пресування.

Прокаткою називається процес обробки металу тиском шляхом деформації його між двома валками, що обертаються в різних напрямках.

Прокаткою одержують сортову і листову сталь, труби, спе­ціальні профілі прокату, а також листи, смуги, сортові профілі з кольорових металів. Прокатка листів і труб здійснюється в гарячому або холодному стані металу. Гарячою прокаткою одержують листи товщиною більше 4 мм, і вони належать до товстолистової сталі. Листи товщиною менше 4 мм, які належать до тонколистової сталі, одержують холодною прокаткою.

Для виготовлення товарів народного споживання широко вико­ристовується холоднокатана тонколистова сталь. Листи з кон­струкційної сталі товщиною 0,5—1,0 мм використовуються в автомо­більній промисловості, для виготовлення шаф холодильників, корпу­сів газових плит, посуду. Холодною прокаткою одержують листи електротехнічної сталі товщиною 0,3—0,6 мм для трансформаторів і електродвигунів, а також бляха товщиною 0,15—0,35 мм. Сортовий прокат широко застосовується в машинобудуванні, будівництві і при виготовленні товарів народного споживання.

Кування і штампування являють собою значно поширені спосо­би обробки металів тиском для отримання заготовок або виробів складних форм: несиметричних, вигнутих, таких, що мають від­ростки, тощо. При цих способах обробки метал набуває дрібно­зернисту структуру і покращуються його механічні властивості. За способом виготовлення поковок розрізняють вільне кування і об'ємне штампування. Вироби з тонколистового металу виготовляють листовим штампуванням.

Вільне кування здійснюється послідовними ударами кувалди, бойка молоту або натискними бойками пресу з застосуванням різноманітного інструменту. Ручне кування застосовують при ремонтних роботах і при виготовленні дрібних поковок в невеликій кількості. Поковки до 750 кг обробляють вільним куванням на молотах, а до 350 т — на пресах. Поковки, виготовлені вільним куванням, мають значний припуск (до 25—35% номінального розміру) на механічну обробку, поверхня одержується грубою, нерівною.

Об'ємне штампування поковок здійснюється в штампах, які складаються зазвичай з двох половин нерухомої матриці і рухомого пуансона. Течія металу при деформації обмежується стінками матриці. Об'ємне штампування металу поділяють на гаряче і холодне. Використовують його в масовому виробництві різноманітних деталей.

При гарячому об'ємному штампуванні нагріту заготовку поміщають з нижню порожнину штампу (матрицю) і під дією верхньої частини (пуансона) надають їй задану форму. Одержувані вироби характеризуються точністю розмірів, гарною якістю поверхні і невели­кими припусками на обробку. Метод гарячого штампування харак­теризується високою продуктивністю. Цей спосіб доцільно використо­вувати при масовому виробництві деталей. Недоліками цього методу є утворення окалини на поверхні і висока вартість штампів. Гарячим штампуванням виготовляють заготовки ножиць, ножових товарів, деталі приладдя для вікон і дверей, колеса, шатуни, шестерні тощо.

Холодним об'ємним штампуванням здійснюють невеликі деталі зі сталі, кольорових металів і їхніх сплавів без нагрівання заготовки. Отримані вироби відрізняються чистотою поверхні, точністю розмірів і не потребують наступної механічної обробки. Холодним об'ємним штампуванням здійснюють осадку, видавлювання, висадку, калібрування, карбування. Холодним штампуванням виготовляють заклепки, болти, гвинти, гайки при продуктивності агрегатів до 350 деталей за хвилину.

Вартість штампованих деталей значно нижча вартості деталей, виготовлених із звичайної заготовки різанням.

Листове штампування є найбільш прогресивним і високо­продуктивним методом виготовлення деталей складної форми з тонкими стінками. Цим методом виготовляють деталі з тонколистової конструкційної вуглецевої сталі, легованих сталей, а також з кольорових металів (алюмінію, міді та ін.) та їхніх сплавів (латуні, дюралюмінію). Листове штампування здійснюють з металу в холодному стані за одну або декілька послідовних операцій.

Вироби, виготовлені листовим штампуванням, мають достатню точність (4-й клас точності), високу якість поверхні. Холодноштамповані деталі не піддаються механічній обробці. Перевагами листового штампування є також економні витрати металу, можливість автоматизації і висока продуктивність праці.

Листове штампування застосовують для виготовлення кузовних і облицювальних деталей автомобілів, тракторів, вагонів, деталей велосипедів, мотоциклів, приладів, корпусів годинників, металевого посуду, столових приборів, деталей побутових машин та ін.

Волочіння — це процес обробки металів тиском, при якому заготовка протягується через вічко волока з перетином, меншим за перетин вихідної заготовки. При волочінні поперечний перетин заготовки зменшується і за рахунок цього збільшується її довжина. Вироби набувають точних розмірів, заданої геометричної форми, чистої гладкої поверхні. Волочінням одержують вироби з вуглецевих і легованих сталей, кольорових металів та їхніх сплавів.

Обробка на давильних верстатах являє собою процес формування тонкостінних порожніх виробів, що мають форму тіл обертання. Формування здійснюється зазвичай після витяжки для отримання остаточної форми виробів.

Спеціальні види обробки металів тиском застосовуються все ширше, вони дозволяють значно економити метал. До них належать виробництво гнутих профілів, карбування виробів, пресування, штампування вибухом та ін.

Гнуті профілі одержують з листа, а полоси або стрічки — холодним гнуттям на верстатах періодичної або безперервної дії. Завдяки раціональній формі поперечного перетину гнуті профілі мають достатню міцність і дозволяють економити до 30% металу, їх застосовують в машинобудуванні, будівництві промислових і житлових будинків, для карнизів, прогонів засклення ліхтарів, для поручнів сходів у житлових будинках тощо.

Карбування — це технологічна операція, шляхом якої на заготов­ках одержують опукло-ввігнутий рельєф на поверхні за рахунок незнач­ного переміщення металу під штампом. Застосовується при виробництві монет, жетонів, медалей, ножових товарів і столових приборів тощо.

Пресування — це процес видавлювання нагрітого металу пуан­соном з контейнера через отвір в матриці. При цьому метал набуває форми, яка відповідає конфігурації отвору. Пресуванням одержують готові вироби з алюмінію, магнію, міді та їхніх сплавів, які мають точні розміри, високу чистоту поверхні. Форма виробів за різноманіт­ністю і складністю переважає вироби, одержувані прокаткою.

Штампування вибухом застосовують при виготовленні великих за розмірами деталей.