21. Характеристика основных способов получения машиностроительных профилей; их сравнительная характеристика (прокатка, прессование, волочение). Принципиальные схемы указанных процессов.

Прокатка. При прокатке металл деформируется вращающимися валками, конфигурация и взаимное расположение которых различны. Различают три схемы прокатки: продольную, поперечную и поперечно-винтовую. Наибольшее распро­странение находит схема продольной прокатки, когда металл перемешается пер­пендикулярно плоскости, проходящей через оси валков. Трение между валками и заготовкой обуславливает ее захват и деформирование: обжатие по высоте, уширение и вытяжку.

Инструмент прокатки – гладкие и калиброванные валки. Оборудование – прокатные станы, которые классифицируют; по количеству и расположению пи­ков (двух-, четырех валковые, многовалковые, универсальные); по взаимному расположению рабочих клетей и по назначению.

Исходной заготовкой при прокатке являются слитки. Продукцию прокатного производства можно разделить на четыре группы; листовой прокат в ви­де листов, полос и лент различной толщины; сортовой прокат с простой формой профиля и сложной (фасонной); трубы бесшовные и сварные; специальный про­кат, поперечное сечение которого по длине периодически меняется.

Прокат используют в качестве заготовок в кузнечно-штамповочном производ­стве, при изготовлении деталей механической обработкой и при создании сварных конструкций. Прокатке подвергают до 90 % всей выплавляемой стали и большую часть цветных металлов и сплавов.

Прессование. Процесс прессования, при котором металл, помещенный в замкнутый объём, выдавливают сквозь отверстие произвольной формы, позволяет получать профили более сложной фор­мы, чем при прокатке, и с более высокой точностью. Заготовками служат слитки или прокат.

Металл при деформировании находится в состоянии всестороннего неравно­мерного сжатия. Эта особенность дает возможность прессовать труднодеформируемые сплавы, обладающие пониженной пластичностью. Прессованием более эконо­мично, чем прокаткой, изготавливать мелкие партии профилей, поскольку переход от изготовления одного профиля к другому осуществляется легче, чем при прокат­ке. При прессовании значительны отходы металла и износ инструмента.

Прессование производят на специализированных гидравлических прессах.

В зависимости от схемы приложения усилий различают следующие виды прессования:

• прямое прессование (направление движения металла совпадает с направлением движения пресс-шайбы);

• обратное прессование (материал перемещается навстречу движению матрицы, выполняющей также функции пресс-шайбы).

Сортовой и трубный прокат, прессованные профили служат заготовками для волочения.

Волочение. Волоче́ние — обработка металлов давлением, при которой изделия круглого или фасонного профиля (поперечного сечения) протягиваются через круглое или фасонное отверстие, сечение которого меньше сечения заготовки. Процесс волочения, осуществляемый в условиях холодной дефор­мации, позволяет получать проволоку, тонкостенные трубы и другие профили небольших размеров с высокой точностью к низкой шероховатостью поверхности. Волочение не должно превышать усилия, при котором может произойти разруше­ние получаемого изделия. Обжатие металла за один проход ограничивают, а также принимают меры для уменьшения трения между металлом и инструментом а вводят промежуточный отжиг для увеличения пластичности металла.

Виды волочения

По типу волочения

• сухое (волочение через ванночку с мыльным порошком)

• мокрое (через мыльную эмульсию)

По чистоте обработки:

• черновое (заготовительное)

• чистовое (заключительная операция, для придания готовому изделию требуемых формы, размеров и качества);

По кратности переходов:

• однократное

• многократное (с несколькими последовательными переходами волочения одной заготовки);

По нагреву заготовки:

• холодное волочение

• горячее волочение