По | Хайдер Али
В мире металлообработки существует множество способов придания листовому металлу различных форм. Каждый метод имеет свои уникальные преимущества и недостатки. Однако объемная штамповка металла является одним из наиболее эффективных и универсальных способов создания высококачественных деталей из листового или трубчатого металла. В этом руководстве изложены основы объемной формовки металла, чтобы вы могли начать работу со своими собственными проектами по механической обработке металлов.
1. Ковка
Процессы формовки — это те, в которых материал пластически деформируется, чтобы принять желаемую форму. Существует две категории процессов формовки: объемный и листовой металл. Процессы объемного формования — это процессы, при которых заготовка деформируется без какого-либо изменения ее объема, а процессы формования листового металла — это процессы, при которых заготовку сначала пластически деформируют для уменьшения ее толщины, а затем подвергают дальнейшей обработке для достижения желаемой формы. процесс объемного формования, при котором заготовку нагревают до температуры, превышающей температуру ее рекристаллизации, а затем пластически деформируют под действием высоких сжимающих усилий. Полученные поковки обычно имеют превосходные механические свойства по сравнению с отливками или механически обработанными деталями, изготовленными из того же материала.
Существует много различных типов процессов ковки, в том числе ковка в открытых штампах, ковка в закрытых штампах, штамповка штампов и прокатка.
При открытой штамповке заготовку помещают между штампами, которые не охватывают ее полностью, а затем деформируют ковкой или прессованием. Этот процесс можно использовать для производства самых разных форм, но обычно он ограничивается меньшими размерами.
Ковка в закрытых штампах аналогична ковке в открытых штампах, за исключением того, что заготовка полностью закрыта штампами. В результате этот процесс можно использовать для изготовления гораздо более сложных форм.
Ковка штамповкой — это тип ковки в закрытых штампах, при котором форма конечного изделия определяется формой штампов.
Валковая ковка — это процесс, при котором заготовка проходит через набор валков, каждый из которых деформирует заготовку в небольшой степени. Этот процесс обычно используется для производства длинных тонких форм, таких как прутки и стержни.
Ковка имеет много преимуществ перед другими производственными процессами. Ковка обычно приводит к получению деталей с превосходной прочностью и ударной вязкостью из-за сжимающих усилий, прилагаемых в процессе формования. Кроме того, поковки обычно имеют более однородную микроструктуру по сравнению с отливками, что приводит к лучшим механическим свойствам. Наконец, поковки могут изготавливаться из самых разных материалов, в том числе черных и цветных металлов, а также композиционных материалов.
2. Обжимка
Обжимка – это процесс металлообработки, при котором металлу придается форма путем зажимания его между двумя штампами. Этот процесс может быть выполнен с холодной или горячей обработкой. Холодная штамповка обычно выполняется с помощью пресса, а горячая штамповка — с помощью молотка или другого инструмента. Обжимку можно использовать для изменения формы заготовки, а также для увеличения ее диаметра.
Обжим часто используется для создания деталей конической или криволинейной формы. Его также можно использовать для создания полых деталей, таких как трубки и патрубки. Обжимку можно использовать для различных материалов, включая алюминий, латунь, бронзу, медь, железо и сталь.
Использование штамповки по сравнению с другими процессами металлообработки имеет несколько преимуществ. Обжим обычно быстрее и дешевле, чем механическая обработка, и его можно использовать для создания деталей сложной формы, которые было бы трудно или невозможно изготовить другими методами. Обжатие также можно использовать для усиления заготовки путем создания локализованных сжимающих напряжений. Недостатки обжатия включают возможность создания поверхностных дефектов и тот факт, что с помощью этого процесса невозможно получить очень точные размеры. Кроме того, обжим обычно приводит к образованию большого количества отходов.
3. Радиальная ковка
Радиальная ковка — это процесс горячей обработки, используемый для придания формы металлам и сплавам. Процесс включает использование радиальной силы для придания формы заготовке. Этот тип ковки обычно используется для круглых или цилиндрических деталей. Процесс радиальной ковки начинается с нагрева заготовки. Заготовка помещается в штамп, а затем ударяется молотком или другим инструментом. Ударное действие создает радиальную силу, которая придает заготовке желаемую форму. Радиальная ковка может использоваться для создания различных форм, включая диски, кольца и цилиндры.
Этот процесс также можно использовать для улучшения механических свойств заготовки, таких как ее прочность и пластичность. Радиальная ковка обычно выполняется при высоких температурах, что позволяет легко придать заготовке форму. Однако это также может привести к тому, что заготовка станет хрупкой. В результате радиальная ковка часто используется в сочетании с другими процессами, такими как термообработка, для улучшения общего качества конечного продукта.
4. Экструзия
В металлообработке экструзия — это процесс, при котором металлический блок пропускается через матрицу желаемой формы. Металл нагревают до тех пор, пока он не станет ковким, а затем помещают в камеру, где он продавливается через пресс-форму с помощью гидравлического поршня или винтового пресса. Винтовые прессы чаще используются в промышленных условиях, а гидроцилиндры чаще используются в лабораториях и исследовательских учреждениях. Матрица придает металлу форму, ограничивая его и заставляя течь в определенном направлении.
Процесс экструзии может выполняться в холодном или горячем состоянии, а преимущества экструзии по сравнению с другими процессами формовки металлов заключаются в возможности изготовления различных форм, которые невозможно создать другими методами, например, полые трубы со сложным поперечным сечением. Экструзия также может использоваться для создания длинных изделий с постоянным поперечным сечением, таких как стержни и стержни. Кроме того, экструзию можно использовать для создания длинных непрерывных отрезков металла, что делает ее идеальным процессом для создания таких вещей, как фитинги для труб или электрические кабелепроводы. В то время как для некоторых процессов формовки металла требуется узкоспециализированное оборудование, экструзия часто может выполняться с использованием относительно простых инструментов. В результате это популярный выбор среди любителей и малого бизнеса.
Однако важно отметить, что экструзия иногда может привести к ослаблению металла, поэтому это не всегда лучший выбор для приложений, где прочность имеет решающее значение. Кроме того, к недостаткам экструзии также относятся высокая стоимость оборудования и штампов, а также ограничения форм, которые можно создавать.
В целом, этот процесс хорошо подходит для массового производства, и его можно использовать с различными металлами, включая алюминий, латунь и сталь. И это один из самых универсальных процессов обработки металлов давлением, который играет важную роль во многих отраслях промышленности.
5. Волочение проволоки, стержней и труб.
Волочение проволоки, стержня и трубы, каждый из которых включает в себя взятие металлического объекта и придание ему новой формы.
Волочение проволоки — это процесс металлообработки, используемый для уменьшения площади поперечного сечения проволоки путем протягивания проволоки через фильеру (фильеру для волочения проволоки). Волочение подразделяется на отдельные классы, такие как: ломаное волочение, холодное волочение и горячее волочение. Выбор процесса вытяжки зависит от желаемых свойств готового продукта. Например, при работе с твердыми металлами может потребоваться большое обжатие за один проход, но при работе с пластичными металлами может потребоваться большее количество проходов. Материал, который легко рисовать, например медь или латунь, можно рисовать с помощью простого оборудования; однако для более сложных материалов, таких как высокоуглеродистая сталь или нержавеющая сталь, требуются специальные штампы и смазочные материалы. Специализированные процессы волочения также используются для производства колючей проволоки и проволоки для фортепиано.
Этот процесс рисования стержней можно использовать для создания различных форм, включая круглые, шестиугольники и квадраты. Это эффективный способ создания продуктов с высокой степенью точности и прецизионности. Кроме того, волочение стержней можно использовать для создания изделий с гладкой поверхностью. Для достижения желаемых результатов важно выбрать подходящий день для работы. Размер и форма штампа определяют окончательные размеры изделия. Например, матрица с небольшим отверстием будет иметь меньшую площадь поперечного сечения и большую толщину стенки.
Волочение стержней также используется для создания длинных тонких металлических стержней. Процесс начинается с металлического стержня, который проходит через ряд фильер, которые постепенно уменьшают его диаметр. По мере того как стержень проходит через матрицы, он также удлиняется. Конечный продукт представляет собой длинный тонкий металлический стержень точного диаметра. Волочение стержней используется для создания металлических стержней для различных применений, например, при строительстве лесов и ограждений. Он также используется для создания провода, используемого в электропроводке и телекоммуникационных кабелях. Процесс волочения стержней является неотъемлемой частью производственного процесса для многих металлических изделий.
Рисование трубки похоже на рисование стержня, но начинается с металлической трубки вместо стержня.
Вывод
Объемная штамповка металла является важной производственной технологией с широким спектром применения в автомобильной, аэрокосмической, строительной и потребительской отраслях. В последние годы технология быстро развивалась из-за потребности в более легких, прочных и экономичных компонентах. Были разработаны новые процессы и материалы, а существующие процессы были усовершенствованы для решения этих задач.
.