Теоретические основы процесса обработки давлением

Применение в машиностроении рациональных по форме и геометрическим размерам рациональных исходных заготовок позволяет сократить потери металла на (20…30)%,снизить объём механической обработки металла резанием и значительно повысить коэффициент использования металла – КИМ.

В настоящее время около четверти металла, потребляемого машиностроением, уходит в отходы в виде стружки, что составляет по стране миллионы тонн.

Внедрение и широкое использование таких технологий, как получение точных профилей фасонной конфигурации методами прокатки, прессования, гибки, волочения и других методов, использующих современные конструкции технологического оборудования и системы его автоматизации, позволяет, значительно, повысить точность размеров исходных заготовок, в отдельных случаях, сразу получать готовые детали машин и механизмов, снизить объём последующей механической обработки, величину отходов металла.

Так, применение точных фасонных (экономичных) профилей проката, в зависимости от сортамента и номенклатуры деталей машин, обеспечивает снижение расхода металла, в среднем, на (60…70)%.

Промышленные способы изготовления изделий

Из конструкционных материалов.

Академик И.М.Павлов разделил различные способы изготовления форм металлических изделий, требуемых конструкторами оборудования, на следующие три группы:

Первая группа– удалением избытка массы исходной заготовки (механическая обработка резанием, огневая порезка металла, электролитическое растворение и т д.). Характерно, что комплекс физико-механических свойств металла исходной заготовки в процессе такой обработки не изменяется. Изделия характеризуются высокой степенью чистоты поверхности. Однако, для получения готовых изделий требуются, сравнительно, большие затраты труда, потери энергии, снижается производительность труда и неизбежны потери металла в отходы.

Способы первой группынаходят широкое применение в качестве завершающих чистовых отделочных операций, а форма исходной заготовки в подготовительных, более экономичных, процессах должна быть, в максимально возможной степени, приближена к форме готового изделия.

Вторая группа – с наращиванием массы исходной заготовки (литьё, электролиз или химическое осаждение частиц металла из их жидкостей или паров; соединение отдельных элементов электросваркой, пайкой, склеиванием для образования детали необходимой формы).

Отходы металла не являются неизбежными. Многие из перечисленных выше технологических процессов экономичны, обеспечивают высокую производительность, однако, точность размеров изделий и качество (чистота) поверхности, как правило, невысоки.

Подбирая наивыгоднейшие режимы процессов и, соответствующее, качество исходных материалов, можно формировать требуемые технологические (физико-механические, потребительские) свойства готовых изделий.

Третья группа – образование требуемой формы и размеров изделия с сохранением постоянной массы исходной заготовки.

Изменение формы осуществляется путём пластической деформации материала (за счёт перемещения его частиц), а это возможно лишь в тех случаях, когда обрабатываемый материал обладает особым физическим свойством - пластичностью – способностью твёрдых тел (материалов) устойчиво (безвозвратно) изменять свои первоначальные форму и геометрические размеры без разрушения.

Физическое требование сохранения первоначального (исходного) объёма пластически деформируемого тела (основной закон процесса ОМД), а также технологическое требование сохранения устойчивости процесса пластической деформации твёрдого тела может нарушаться только по трём причинам:

- внутренние напряжения, создаваемые внешними деформирующими силами, не

достигают таких величин, при которых начинается процесс пластической

деформации материала (не возникает внутреннее напряжение, величина

которого равна его пределу текучести), материал сохраняет свои упругие

природные свойства и после прекращения воздействия внешних деформиру-

ющих сил, тело восстанавливает свои первоначальные форму и геометрии-

ческие размеры;

- в связи с чрезмерно высокой текучестью материала (вещества), тело не может

длительное время сохранять первоначальные форму и размеры, так как оно

начинает пластически деформироваться под действием собственной силы

тяжести (например, ртуть, воск, парафин);

- исходный объём деформируемого тела, несколько, уменьшается при прокатке

слитков (в первых двух-трёх пропусках в валках обжимного стана макрострук-

тура литого металлауплотняется за счёт «заварки» газовых пузырей и

других несплошностей и его плотность начинает увеличиваться с 7,5

до 7,85 т/м³ ), но при холодной прокатке тонколистовой стали структура

металла уплотняется и первоначальный объём металла, несколько,

уменьшается.