МЕТАЛДАРДЫ ҚЫСЫММЕН ӨҢДЕУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
6 МЕТАЛДАРДЫ ҚЫСЫММЕН ӨҢДЕУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
6.1 Металдарды қысыммен өңдеудің физикалық негіздері, жіктелуі,
қолданылу салалары
Металдарды қысыммен өңдеу (МҚӨ) - бұл технологиялық процестер, олардың
нәтижесінде сыртқы күштердің әсерінен дайындамалардың тұтастығын бұзбай
олардың пішіні, өлшемдері және физика- механикалық қасиеттері өзгертіледі.
МҚӨ негізгі міндеті дайындама металына оның илемді деформациясы
процесінде берілген пішінді беруі болып табылады. Көптеген металдар мен
олардың қорытпаларының илемді деформацияға ұшырау қабілеті МҚӨ кеңінен
пайдалану мүмкіндігін береді. Процесс - металдың құрылымын өзгертуге, ал
дұрыс қолданылатын технология кезінде алынатын бұйымдардың механикалық
қасиеттерін арттыруға мүмкіндік береді.
Деформациялаудың алдында дайындау (қыздыру) кезінде, илемді деформация
кезінде және одан кейін металда болатын процестерді зерделеу, алынатын
бұйымдардың сапасын едәуір дәрежеде жоғарылатуға және оларды өндіргенде
шығындарын азайтуға мүмкіндік береді. Қазіргі заманғы өндірісте металдарды
қысыммен өңдеудің келесі негізгі тәсілдерін қолданады (6.1-сурет): илемдеу,
баспалау, сымдау, соғу, көлемдік және қаңылтырлық қалыптау. Бұйым алу үшін
металды әр түрлі тәсілдермен қысыммен өңдейді: прокаттаумен, созумен,
сығымдаумен, еркін соғумен және штамптаумен.
Прокаттаумен (6.1, б-сурет) дөңгелек және квадрат пішінді
профильдерді, рельстерді, балкаларды, швеллерлерді, табақшаларды, сонымен
бірге басқадай прокат түрлерін жасайды.
Созу дегеніміз көлденең қимасының мөлшері берілген дайындаманың (6.1,
б-сурет) өлшемдерінен кішкене болып келетін шыбықты немесе сымды волоканың
(матрицаның) тесігі арқылы созу процесі.
Созу процесі станоктарда жүргізіледі де, жіңішке және өте жіңішке
сымдарды алу үшін, болаттар мен түсті металдардан дөңгелек және фасонды
қималы шыбықтар мен құбырларды калибрлеу үшін пайдаланылады.
Сығымдау процесінде металды пішіндері мен өлшемдері сығымдалған түсті
металдар мен қорытпалардан, сондай-ақ болаттардан алынған шыбықтардың,
құбырлар мен фасонды профильді түсті бұйымдардың пішіні мен өлшемін
анықтайтын матрицаның (6.1, в-сурет) дөңгелек немесе фасонды тесігі арқылы
сығып шығарады. Сығымдау гидравликалық немесе механикалық престерде
жасалады.
а-прокаттау; б-созу; в-сығымдау; г-еркін соғу; д-көлемдік штамптау;
е-табақшалап штамптау
6.1-сурет-Металдарды қысыммен өңдеу тәсілдерінің негізгі сұлбалары
Металды соғу дайындаманы жоғарғы және төменгі тоқпақтардың арасында
(6.1, г-сурет) көрсетілген әр қилы ұста аспаптарын қолданумен сығып
шығарудан тұрады. Еркін соғумен молоттарда немесе престерде қарапайым және
күрделі пішінді (біліктер, шатундар, тісті дөңгелектер және т.б.) әр түрлі
мөлшердегі шыңдалған темірлерді алады.
Штамптау дегеніміз металды штамптарда деформациялау процесі. Көлемдік
және табақша штамптау болып бөлінеді.
Көлемдік штамптауда (6.1, д-сурет) алдын ала қыздырылған дайындаманы
штамптың тұйықталған қуысында деформациялайды, оның, пішіні мен өлшемі
алынатын шыңдалған темірдің, пішіні мең өлшемін анықтайды.
Ыстықтай көлемдік штамптау молоттарда, престерде немесе көлденең соғу
машиналарында жүргізіледі.
Табақша штамптау (6.1, е-сурет) берілген табақ дайындаманы суық
күйінде қысылатын сақинасы мен пуансоны бар матрицада деформациялаудан
тұрады. Штамптаудың, бұл түрін арнайы штамптау престерінде жүргізеді.
Металдарды қысыммен өңдеу кезінде дайындамада сыртқы күштердің
әсерінен кернеулер пайда болады. Егер олар үлкен болмаса, серпімді
деформация болады, ол кезде металл атомдары тұрақты тепе-теңдік қалпынан
атом аралық ара қашықтықтан аспайтын өте аз ара қашықтықтарға ығысады.
Жүктемені алған соң атомдар тұрақты тепе-теңдіктің алғашқы қалпына қайтады.
Сыртқы жүктеменің ұлғаюымен дайындамадағы кернеулер артады, Бұл
атомдардың тұрақты тепе-теңдік қалпынан атом аралық ара қашықтықтан едәуір
асатын ара қашықтықтарға ығысуына әкеледі. Жүктемені алған соң атомдар
тұрақты тепе-теңдіктің жаңа орындарын иеленеді, сондықтан дененің пішіні
қалпына келмейді. Дене пішінінің мұндай қайтымсыз өзгерісі илемді
деформация деп аталады. Металдың илемді деформацияға ұшырау қабілеттілігі
илемділік деп аталады. Сандық түрде илемділік металға ол бұзылғанға дейін
хабарлауға болатын максимум қалдық деформация мәнімен сипатталады.
Илемділік металдың тұрақты сипаттамасы бодып табылмайды, өйткені елеулі
дәрежеде оның деформациялау шарттарына байланысты болады.
Қысыммен өңдеу алдында дайындамаларды қыздыру жане оған жалғас
құбылыстар
Дайындамаларды қыздыру металдың илемділігін жоғарылату есебінен
деформацияның аз күштерімен және үлкен дәрежелерімен қысыммен өңдеуге
мүмкіндік береді, оның нәтижесінде дайындамалар материалы деформациясына
кедергінің шамасы олардың кәдімгі (суық) күйімен салыстырғанда едәуір
(10... 15 есе) азаяды.
Металды қыздыру жауапты операция болып табылады, оған көбінесе
алынатын тетіктердің сапасы ғана емес, сонымен бірге аспаптың төзімділігі,
өндірістік жабдықтар жұмысының сенімділігі жзне оның өнімділігі байланысты
болады, Бұл ақырында өнімнің өзіндік құнына әсер етеді. Қыздыру дайындама
қимасы бойынша бірқалыпты температураны, минимум тотығуды және болат
дайындаманың көміртексізденуін қамтамасыз етуі тиіс. Дұрыс тандалған
қыздыру технологиясы металды илемді деформациялаудың және салқындатудың
оңтайлы режимімен үйлескенде дайын металл өнімінің барлық сипаттамаларын
едәуір дәрежеде жақсартады.
Қыздырғанда дайындамалардың бетінде қабыршақ деп аталатын оксидтер
қабаты түзіледі, оның қалыңдығы қыздыру температурасына және уақытына,
пештің атмосферасына, қорытпаның химиялық құрамына және дайындамалардың
пеште орналасуына байланысты болады. Қорытпалар 900... 1200 °С
температурада аса қарқынды тотығады.
Сондай-ақ көміртекті болатты қыздыру дайындаманың беттік қабаты
көміртектің 2 мм-ге дейінгі тереңдікке күйіп кетуіне әкеледі. Көміртек
құрамының көміртексіздену деп аталатын азаюы болаттың беріктігі мен
қаттылығының төмендеуіне әкеледі. Әсіресе көміртексіздену механикалық
өңдеуге шағын әдіптері бар және кейіннен шынықтырылатын шағын өлшемді
дайындамалар үшін зиянды.
От қабырғышығы түзілуін және көміртексізденуді азайту үшін қорғаныш
атмосферада немесе вакуумда қыздыруды, жылдамдықтық қыздыруды, қыздырудың
алдында дайындаманың бетіне салынатын қорғаныш сеппелер мен жағындыларды
қолданады. Жоғары көміртекті және жоғары қоспаланған болат пен жылу
өткізгіштігі және илемділігі төмен көптеген күрделі қорытпалар,
жарықшақтарды болдырмау үшін баяу қыздыруды талап етеді. Мұндай
материалдардан жасалған дайындамаларды температурасы жоғары емес пешке
салады, онда дайындамалардың бүкіл көлемі бойында біркелкі қыздырылуы үшін
ұстайды да, сонан соң пештің температурасын жоғарылатады. Қыздырған кезде
қоспаланған болаттан алынған ірі кесектерді әр түрлі температураларда
бірнеше рет ұстауға ұшыратады.
Қысыммен өңдеудің алдында металды қыздыру режимін таңдау Ұтымды
температуралық интервалды (өңдеуді бастау мен аяқтау температураларын) және
қыздыру уақытын анықтаудан тұрады. Болат дайындамаларды қысыммен өңдеудің
температуралық интервалының төменгі қыры 727 °С жоғары болады, ал жоғарғы
қыры балқу басталған температурадан 100... 150 °С-га төмен болуы тиіс. Аса
жоғары температураларға дейін қыздырғанда металда ақаудың екі түрі пайда
болады - аса қыздыру және аса күйдіру.
Аса қыздырғанда металл түйіршіктерінің өлшемдері ұлғаяды, илемділігі
төмендейді және механикалық қасиеттері нашарлайды. Кейбір болат үшін
ақаудың бұл түрін қысыммен және қалыптандыру- мен қосымша өңдеу арқылы
жоюға болады.
Аса күйдіру - металдың балқу температурасына жақын температураларға
дейін қызған кезінде түйіршіктер шекаралары бойында тотығуы. Нәтижесінде
түйіршіктер арасындағы байланыс бұзылады да, металл қысыммен өңдегенде
бұзылады. Аса күйдіру түзетілмейтін ақау болып табылады. Аса күйдірілген
дайындамаларды қайта балқытуға ұшыратады. Қысыммен өңдеудің температуралық
интервалдары басты түрде қорытпалардың химиялық құрамына байланысты болады.
Әрбір болатқа белгілі қыздыру температурасы сәйкес келеді. Бастапқы өңдеу
температурасын мына формула бойынша анықтайды:
tн = а tпл
мұнда tпл - қорытпаның балқу температурасы (күй диаграммасынан
алынады); а - температураның төмендеу коэффициенті (а = 0,85...0,95).
Көміртекті болатты соғуды немесе илемдеуді аяқтағандағы температура олардың
құрамындағы көміртекке байланысты мына формула бойынша анықталады: tк ( 0,7
tпл
Қысыммен өңдеуде температуралық ережені дұрыс таңдауда қорытпалардың
күй диаграммаларын негізге алады. Сонымен, көміртекті болаттар үшін
қысыммен өңдеудегі температуралық аралық темір-көміртек жүйесінің күй
диаграммасында (6.2-сурет штрихталған аймақ) көрсетілген.
Қыздыру жылдамдығы жоғары болғанда термиялық кернеулердің пайда болуы
нәтижесінде олардың бұзылу мүмкіндігін болдырмау үшін жоғары қоспаланған
болаттан жасалған дайындамаларды екі кезеңмен қыздырады. Алдымен оларды 650
°С дейін баяу қыздырады, сонан кейін қорытпаның илемділігі артқанда, ыстық
илемді деформация температурасына дейін үлкен жылдамдықпен түпкілікті
қыздырады. Қысыммен ыстық өңдеумен алынатын дайындамалардың сапасын арттыру
үшін қыздыру режимінің ғана емес, сонымен бірге салқындату режимінің де
елеулі маңызы болады. Дайындаманы тым жылдам және бірқалыпсыз салқындату
онда жарықшақтардың түзілуіне немесе термиялық кернеулер салдарынан оның
қисаюына әкелуі мүмкін. Металдың жылу өткізгіштігі неғұрлым аз болса,
тетіктің пішін үйлесімі соғұрлым массивтірек және күрделірек, оның
салқындатылуы соғұрлым баяу болады.
Салқындату процесі (әсіресе қоспаланған болаттан жасалған
дайындамаларды) жауапты технологиялық операция болып табылады, оны дұрыс
орындамағанда дайындамаларды қыздыру кезіндегіге қарағанда, оларды
салқындату кезінде жиі түзілетін жарықшақтары бойындағы ақауға әкелуі
мүмкін. Салқындату жылдамдығы мүмкін мәндерден жоғары болмауы тиіс. Төмен
және орташа көміртекті болаттан жасалған дайындамаларды ауада даналап
немесе стеллаждарда топтармен салқындатуға болады
6.2-сурет-Көміртекті болаттың металды қысыммен өңдегендегі
температуралық аралығы
Қоспаланған болаттан жасалған ірі соғылмаларды белгілі
температураларда бірнеше сағаттан ұстап, пешпен бірге баяу салқындатады.
Дайындамаларды салқындату циклі олардың химиялық құрамына және өлшемдеріне
байланысты болады. Сонымен, ірі соғылмалар үшін ол бірнеше тәулікке созылуы
мүмкін.
Зауыттарда әрекет ету принципі және конструкциясы бойынша әр түрлі
қыздыру құрылғыларын қолданады. Олар жұмыс температурасы, қыздыру тәсілі
және конструкциялық белгілері бойынша жіктеледі.
Қыздыру тәсілі бойынша құрылғылар жалынды және электрлік деп бөлінеді.
Жалынды пештерде талап етілетін температураға арнайы шілтерлерде мазутты
немесе газды жағу арқылы қол жеткізеді.
Электрлік қыздыру құрылғылары келесі түрлерге бөлінеді: жанама қыздыру
кедергісі бар электр пештер, оларда қыздыру олар арқылы электр тогын
өткізетін кедергі элементтерімен бөлінетін энергиямен жүзеге асырылады;
тура түйіспелік қыздыратын электр қондырғылары, оларда электр тоғы оны
қыздырып, тікелей дайындама арқылы өтеді; индукциялық қыздыру қондырғылары,
оларда дайындаманы жоғары жиілікті токтармен құрылатын электрмагниттік
өріске орналастырады.
Қыздыру құрылғыларын пештер мен қондырғыларға бөлу шартты болады және
пештерде дайындамалар сәуле шығарумен және пештің жұмыс кеңістігінің
жылулығы есебінен конвекциямен қызатынын, ал индукдиялық қыздыратын
қондырғыларда жылу дайындаманың өзінің ішінде пайда болады.
Жұмыс принципі бойынша қыздыру құрылғылары периодтық және үздіксіз
әрекетті (методикалық) болып бөлінеді. Периодтық әрекетті (камералық)
қыздыру құрылғыларында дайындамаларды сол және бір терезе арқылы тиейді
және түсіреді, ал қыздыру процесінде олар қозғалыссыз қалады. Методикалық
(өтпелі) қыздыру құрылғыларында дайындамаларды тиеу терезесі арқылы тиейді,
қыздыру процесінде жұмыс кеңістігі арқылы ауыстырады және түсіру терезесі
арқылы түсіреді.
Соңғы уақытта жартылай методикалық жалынды пештер қолданыла бастады.
Олар әдістемелік пештерден түбегейлі ерекшеленбейді, бірақ ұзындығы қысқа
және қыздыру жылдамдығы аса жоғары болады. Ашық типті қыздыру пештерінде
көп мәрте қыздырғанда металдың қалдығы 5 % құрайды және одан болады. Бұл
қалдық басты түрде металдың от қабыршық түзуі есебінен болады. Сондықтан
отынның (газдың) толық емес жануы кезінде, яғни ауаның отынның толық жануы
үшін қажетті мөлшерінен 50 %-ға жуығы жұмсалғанда қол жеткізілетін
тотықтырмай қыздыруды қамтамасыз етуге тырысады. Сонымен бірге 800... 1000
°С дейін қыздырылатын ауа қолданылады. Осының нәтижесінде пеш
атмосферасында СО және Н2 газдары пайда болады, олар қыздырылатын болат
дайындамалардың тотығуына кедергі келтіреді.
Бір тонна дайындамаға энергияның жұмсалуы бойынша дайындамаларды
электрлік қыздыру жалынды пештерде қыздыруға қарағанда аса үнемді. Алайда
оны кеңінен қолданады, өйткені ол еңбек өнімділігін жоғарылатуға, процесті
автоматтандыруға және оның жоғары тұрақтылығын қамтамасыз етуге, еңбек
жағдайларын жақсартуға және металдың (қалдық) от қабыршық түзуіне
шығындарын қысқартуға мүмкіндік береді. Электрлік кедергі пештері
конструкциясы бойынша жалынды пештерге ұқсас, бірақ шілтерлердің орнына
жұмыс кеңістігінің ішінде олар арқылы электр тоғы өткізілетін қыздыру
элементтерін орнатады.
Табаны жылжымалы камералық пеш табанының арнайы жетектің көмегімен
алдыңғы қабырғамен және дайындамалармен бірге пештен тыс шығып кету
мүмкіндігі бар.
Сонымен бірге қыздыру элементтері және пеш корпусы жылжымайтын болып
қалады, бұл ірі дайындамаларды цехтық көтергіш-тасымалдау жабдықтарымен
еркін тиеуге мүмкіндік береді. Электр пештері оңай механикаландырылған және
автоматтандырылған болуы мүмкін, бұл оларды автоматтық ағынды желілерге
кірістіруге мүмкіндік береді.
МҚӨ кезінде дайындамаларды қыздыру үшін, жалынды және электр
пештерінен басқа, электрмен қыздыру қондырғыларын (құрылғыларын) қолданады.
Бұл құрылғыларда дайындамаларды қыздыру жылдамдығы қыздыру пештеріне
қарағанда 10...20 есе артық, ал металдың қалдығы 0,5 % дейін азаяды.
Индукциялық қыздыру құрылғылары аса кең таралған. Индукциялық қыздыру
кезінде (мыс түтік орамдарынан жасалған орауышты білдіретін, индукторға
орнатылады. Айнымалы ток индуктор арқылы өтіп, магнит өрісін қоздырады,
нәтижесінде дайындамада оны жоғары температураға дейін қыздыратын құйынды
токтар пайда болады. Ток жиілігін дайындамалар диаметріне байланысты
таңдайды: дайындама диаметрі неғұрлым үлкен болса, қолданылатын токтың
жиілігі соғұрлым аз болады. От қабыршығының түзілуін болдырмау үшін қыздыру
бейтарап газдар атмосферасында жүргізіледі.
6.2 Илемдеу. Илемдеу процесінің мәні
Илемдеу - ол кезде кесек немесе дайындама үйкеліс күштерінің әсерінен
илемдік орнақтың айналатын пішім біліктері арасындағы саңылауға тартылатын
процесс және қимасы азайтылып олармен илемді деформацияланады. Илемдеудің
негізгі түрлері келесідей - бойлық, көлденең және көлденең-бұрандалық (6.3-
сурет).
Бойлық илемдеу кезінде (6.3-сурет, а) параллель осьтері бар біліктер 1
әр түрлі жаққа айналады, ал пішім біліктер осьтеріне перпендикуляр орын
ауыстыратын дайындама 2, көлденең қима ауданының азаюымен және ұзындығының
ұлғаюымен қысылады.
Көлденең илемдеу кезінде (6.3-сурет, б) параллель осьтері бар біліктер
1 пішім біліктер бетінің бойында илемді деформацияланатын дайындаманы 2
айналмалы қозғалысқа келтіріп, бір жаққа қарай айналады.
а - бойлық; б - көлденең; в - көлденең-бұрандалық;
1 - біліктер; 2 - дайындама; 3 - қобылағыш
6.3-сурет - Илемдеудің негізгі түрлері
Көлденең-бұрандалық илемдеу кезінде (6.3-сурет, в) біліктер 1 бір-
біріне бұрышпен орналасқан және бір жаққа қарай айналып, дайындамаға 2 бір
мезгілде айналмалы және үдемелі қозғалыстар береді, осының салдарынан
дайындама біліктер арасындағы саңылауға тартылады. Бұл сұлба құбырларды,
доңғалақтарды және т.б. өндіргенде қолданылады. Дайындамадағы тесікті
жылжымайтын құрал білікте бекітілетін қобылағыш 3 орындайды. Илемдеу
кезіндегі деформация ошағының сұлбасы 6.4-суретте көрсетілген.
Металл қармау бұрышы деп аталатын, а бұрышына сәйкес келетін доға
бойындағы пішім біліктердің әрқайсысымен жанасады. Металдың қармау
доғаларымен АВ, жолақтың бүйірлік қырларымен, металдың АА кіру және
металдың олардан шығу ВВ жазықтықтары- мен шектелген көлемін металл
деформациясының ошағы деп атайды. Ыстық илемдеу кезінде ( = 15.. .24°, суық
илемдеу кезінде ( = 2... 10°.
D - пішім білік диаметрі; l - деформация ошағының ұзындығы
6.4-сурет - Бойлық илемдеу кезіндегі деформация ошағының сұлбасы
Илемдеу өнімінің түр жиыны
Илемнің көлденең қимасының пішінін бейін деп атайды, ол бұйымның
ұзындығы бойынша не тұрақты, не айнымалы (периодтық) болуы мүмкін. Әр түрлі
пішіндер мен олардың өлшемдерінің жиынтығын түр жиын деп атайды. Илемнің
түр жиыны келесі негізгі топтарға бөлінеді: сорттық илем, қаңылтыр илем,
құбырлар мен арнайы тағайындалған пішіндер. Сорттық илемді қарапайым
геометриялық (шеңбер, квадрат, алтыбұрыш, сопақ, үшбұрыш) және фасондық
(бұрыштықтар, швеллерлер, қос таврлар, рельстер және т.б.) пішіндерге
бөледі (6.5-сурет).
Қалыңдығына байланысты мыналарды ажыратады: қалыңдығы 4...160 мм қалың
қаңылтыр болат; жұқа қаңылтыр болат - 0,2...4,0 мм және фольга - 0,2 мм-ден
кем. Сауытты қаңылтырлардың 500 мм- ге дейін қалыңдығы болады. Тағайындалуы
бойынша қаңылтыр болатты электртехникалық, кеме құрылысы, қазандық,
автоқаңылтыр және қаңылтыр деп бөледі.
Бетінің тазалығына байланысты қаралтым қаңылтырларды (илемдеуден кейін
тотыққан беті бар, таза қаңылтырларды және жабылған қаңылтырларды
(қалайыланған, боялған және т.б.) ажыратады. Болат құбырларды жіксіз және
пісірілген деп бөледі және сәйкесінше екі негізгі тәсілмен жасайды: жіксіз
құбырларды дөңгелек қималы тұтас дайындамалардан жасалған қобыланған
орнақтарда жіксіз құбырларды илемдеумен және қаңылтырдан немесе таспадан
пісірумен.
Илемнің арнайы түрлеріне: құрсаулар, тұтас аунақталған доңғалақтарды
және периодтық пішінді дайындамаларды жатқызады. Арматуралық болаттан
жасалған шыбықтар түріндегі периодтық пішіндерді, мысалы, құрылыста темір
бетон конструкцияларын жасау үшін пайдаланады. Илемнің арнайы түрлерінің
алуан түрлілігі тұтынушыларда тетіктер өндіру технологиясын ықшамдауға
мүмкіндік беретін, иілген пішіндер болып табылады.
1-квадратты; 2-дөңгелекті; 3-алтықырлы; 4-таспалы тілінген; 5-
автообод; 6-бұрышты; 7-рельсті; 8-трамвай рельсі; 9-қоставрлы; 10-
швеллерлі;
11-трактордың бағыттаушы доңғалағының тіреуіш тақтайшасы;
12-зет тәрізді пішін; 13-шпунтты;
6.5-сурет-Сортты болаттың профильдері
Иілген пішіндерді қалыңдығы 0,2...20 мм қаңылтырдан немесе таспадан
алады. Оларды құрылыста (құрылыс конструкциялары элементтерінде, терезе
жақтауларында және т.б.) кеңінен қолданады. Илемнің аса көп мөлшерін - аз
көміртекті болаттан, аз мөлшерін қоспаланған болаттан жасайды. Түсті
металдар илемін басым көпшілігінде қаңылтырлар, таспа және сым түрінде
жүргізеді.
6.2.1 Илемдеу өндірісінін технологиясы және пішім біліктерді калибрлеу
Қазіргі заманғы металлургия кәсіпорындарында илемдеудің технологиялық
процесі кесекті жартылай өнімге және жартылай өнімді дайын өнімге
илемдеуден тұрады. Илемдеу өндірісінің негізгі технологиялық операциялары:
алғашқы металды илемдеуге дайындау, металды илемдеудің алдында қыздыру,
илемдеу, өңдеу және илем сапасын бақылау болып табылады.
Алғашқыы металды (кесектер мен дайындамаларды) илемдеуге дайындау
олардың бетінен әр түрлі ақауларды (терең емес жарықшақтарды, қабықтарды,
иілген жерлерді, сызаттарды, қож қосындыларын және т.б.) жоюдан тұрады, бұл
өнім беті сапасының жоғарылауына, өнімділіктің өсуіне және орнақтың техника-
экономикалық көрсеткіштерінің жақсаруына әкеледі. Бұл операция әсіресе
сапалы көміртекті және қоспаланған болатты илемдеу кезінде маңызды.
Кесектер мен дайындамаларды илемдеудің алдында қыздыру олардың жоғары
илемділігін және металдың талап етілетін құрылымының алынуын қамтамасыз
етуі тиіс. Ол үшін илемдеудің алдында металды қыздырудың болаттың әрбір
маркасы немесе маркаларының тобы үшін жеке белгіленген режимдерін қатаң
сақтау қажет.
Илемдеу кезінде металдың бастапқы және соңғы температураларын,
берілген қысу режимін бақылайды, біліктердің жөнге келтірілуін тексереді,
алынатын илемнің өлшемдерін және пішінін бақылайды, сондай-ақ илемдеу
процесінің энергия-күштік параметрлерін өлшейді. Илем бетінің күйін бақылау
үшін сынамаларды үнемі іріктейді. Бетті негізгі бақылауды илемді тазартудың
алдында жүргізеді.
Илемдеуден кейін бақылауды өңдеу операциялары кезінде жалғастырады
(өлшемдік ұзындықтарға кесу, түзету, беттік ақауларды жою және т.б.). Дайын
илемді соңғы техникалық бақылайды және орайды.
Илемдеу кезінде алғашқы материал көп бөлігі квадрат (блюмдер) немесе
тікбұрышты (слябтар) қималы кесектер немесе дайындамалар болып табылады.
Қажетті қимасы және өлшемдері бар дайыдаманы ешқашан да пішім біліктер
арасында бір өткенде бірден алуға болмайды. Сондықтан илемдеуді бірнеше
өтіп жүргізеді. Әрбір өткенде илемделетін металл қимасының ауданы
кішірейеді, сонымен бірге дайындаманың пішіні мен өлшемдері біртіндеп талап
етілетін пішінге жақындайды. Қаңылтырлар мен жолақтарды илемдеуді тегіс
біліктерде жүргізеді. Бұл жағдайда әрбір әрекетте илемделетін металл
қалыңдығының азаюына пішім біліктерді сәйкесінше жақындатумен қол
жеткізіледі.
Мысалы, квадрат, шеңбер, рельс немесе швеллер түріндегі қимасы бар
сорттық және фасондық металды илемдеуді жұмыс беттерінде жылғалар деп
аталатын, илемделетін бұйымның талап етілетін пішініне сәйкес келетін
тереңдетулер жасалған, калибрленген немесе жылғалық пішім біліктерде жүзеге
асырады. Пішім біліктер арасындағы саңылаумен бірлесіп, екі пішім білікте
жасалған екі жылғамен түзілген ойық калибр деп аталады.
Берілген өлшемді дайын пішінді алуды қамтамасыз ететін, тізбекті
орналасқан калибрлер жүйесі пішінді калибрлеу деп аталады. Әр түрлі
пішіндер үшін калибрлер өлшемдерін анықтау илемдік біліктерді калибрлеудің
негізгі міндеті болып табылады.
Сорттық пішіндерді илемдеу үшін біліктерді калибрлеуге металды
әрекеттер бойынша қысу режимін есептеу, калибрлердің мөлшерлерін және
олардың пішім біліктерде орналасуын анықтау арқылы пішінді конструкциялау
жатады. Нәтижесінде калибрлердің тізбекті қатарын алады, ол илемделетін
металдың көлденең қимасының кішіреюіне және берілген өлшемді және пішінде
металл жолағын алып барынша тартылуға әкелуі, сондай-ақ орнақтың жоғары
өнімділігін және илемдеу процесін автоматтандыру мүмкіндігін қамтамасыз ету
тиіс.
Илемделетін металл калибр арқылы өткенде калибрлеудің негізгі
ережелерін орындау кезінде ғана оның пішіні қабылдайтын болады, әйтпесе ол
не бүкіл калибрді толтырмайды, онда пішін өлшемдері талап етілетін
өлшемдерге сәйкес келмейтін болады, не, керісінше, калибрді асыра
толтырады, онда пішіннің шеттерінде металл бүршіктері шарасыз пайда болады.
Сонымен қоса, калибрлеу шарттары сақталмағанда илемделетін металда
жарықшақтардың немесе басқа ақаулардың түзілуін тудыратын елеулі кернеулер
пайда болуы мүмкін.
Илемдеу кезінде қолданылатын калибрлердің барлық түрлерін келесі
негізгі төрт типке белуге болады: 1) илемделетін металл қимасының алаңын
кішірейтуге арналған қысу немесе тарту калибрлері; 2) қаралтым немесе
дайындаушы калибрлер, оларда дайындама қимасы ауданының әрі қарай
кішіреюімен қатар оның өлшемдері мен пішінін соңғы қимаға біртіндеп
жақындатып пішінді дөрекі өңдеу жүзеге асырылады; 3) тазалық калибрлердің
алдында болатын, өңдеу алдындағы немесе тазарту алдындағы калибрлер; 4)
бейінге түпкілікті түр беретін таза калибрлер. Соңғылардың пішіні және
өлшемдері соңғы өнімнің пішінімен және өлшемдерімен толығымен дерлік сәйкес
келеді.
Калибрлерді ашық және жабық деп бөледі. Сол және бір пішінді алу үшін
ашық та, жабық та калибрлерді қолдануға болады (6.6-сурет). Пішім
біліктерді ажырату сызықтары калибр шектерінен тыс болғанда, ол жабық деп
аталады (6.6-сурет, а), қарама-қарсы жағдайда калибр ашық деп аталады (6.6-
сурет, б). Қысқыш калибрлері пішіні бойынша тік бұрышты, жебелі, ромбтық,
сопақ және квадрат.
Пішім білік денесіндегі жылғалар арасындағы аралықтар бурттар деп
аталады. Жылғалардың пішім біліктерге кіре кесу тереңдігін олардың бурттары
арасында қандай да бір саңылау қалатындай есеппен жасайды. Тығыз жанасатын
пішім біліктерде илемдеуге дейін олардың қыздырудан кеңеюі бурттардың
тозуын, сондай-ақ пішім біліктер мойынтіректерінде шамадан тыс қысымды және
пішім біліктер арасындағы және мойынтіректердегі үйкелісті жеңуге
энергияның артық жұмсалуын тудыратын еді.
а - жабық калибрлер; б - ашық калибрлер
6.6-сурет - Сол және бір пішінді алу үшін калибрлерді қолдану
Екінші жағынан, илемделетін металдың пішім біліктерге қысым салдарынан
жұмыстық клеттің барлық етіктері серпімді деформацияланады және біліктер
арасындағы саңылау ұлғаяды. Осы деформациялардың жалпы шамасы беру немесе
пішім біліктер ойыны деп аталады. Орнақтың типіне байланысты пішім
біліктер ойыны 1-ден 10 мм-ге дейін ауытқиды.
6.2.2 Илемдік жабдықтар
Онда металды илемдеу жүргізілетін жабдықтар илемдік орнақ деп аталады
(6.7-сурет). Илемдік орнақ - бұл пішім біліктерде металды илемді
деформациялауға (дұрысын айтқанда илемдеуге), оны әрі қарай өңдеуге
(жиектерді түзетуге, кесуге, өлшемдік бұйымдарға кесуге және т.б.) және
тасымалдауға арналған, тізбекті орналасқан машиналар мен агрегаттардың
технологиялық кешені.
Илемдік орнақтың негізгі бөлігі бір немесе бірнеше жұмыс клеттері
болып табылады. Электр қозғалтқыштан 9 айналмалы қозғалыс жалғастырғыш және
төмендетуші редуктор 8 арқылы тістегерішті (үлестіруші) клетьке 7 және әрі
қарай айналдырықтар 6 арқылы жұмыстық клетьтің 4 пішім біліктеріне 5
беріледі. Жұмыстық клеть өз арасында болат маңдайшамен 3 қосылған, екі
симметриялық тұғырдан тұрады. Барлық қондырғы ортақ іргетасқа жинақталады.
Орнақтың жұмыстық клетінде екіден алтыға дейін, ал кейде одан да көп білік
орналасады.
Қаңылтыр илемдік орнақтардағы илемдік пішім біліктің (6.7- сурет)
жұмыстық бөлігі - тегіс кеспек 1 (6.7, а), ал сорттық илемдік орнақтарда -
жылғылары бар кеспек 1 (6.7, б) болып табылады. Кеспектердің бүйірлік
бөліктерінің клетьтің тұғырларында орналасқан мойынтіректерге тірелетін
мойынақтары 2 бар. Мойынақтар айқастырмалар пішініндегі трефаларға 3
ауысады. Трефалар пішім біліктерді оларды айналымға келтіретін
айналдырықпен қосу үшін қызмет атқарады. Сонымен бірге трефалар пішім
біліктердің олардың арасындағы ара қашықтықты реттеу үшін тік бағытта орын
ауыстыруына мүмкіндік береді.
Клетьтегі пішім біліктердің саны бойынша илемдік орнақтар бірнеше
түрге бөлінеді: екі пішім білікті (дуо), үш пішім білікті (трио), төрт
пішім білікті (кварто) және көп пішім білікті. Екі пішім білікті орнақтар
пішім біліктердің тұрақты бағыты бар кері қимылды емес және оларда пішім
біліктердің айналу бағыты дайындаманы әрбір өткізген соң, яғни дайындаманы
екі жаққа илемдеген соң өзгеретін кері қимылды деп бөлінеді.
а - тегіс білік бүйірі; б - жылғалары бар білік бүйірі; с - илемдік
орнақ
1 - пішім біліктер; 2 - жұмыстық клеть; 3 - маңдайша; 4 - жұмыстық
клеть;
5 - пішім біліктері; б - айналдырықтар; 7 - тістегерішті (үлестіруші)
клеть;
8 - редуктор; 9 - электр қозғалтқыш
6.7-сурет - Илемдік пішім біліктер түрлері және илемдік орнақ
құрылғысының сұлбалары
Үш пішім білікті орнақтарда (трио) дайындаманы илемдеу бір бағытта -
төменгі және ортаңғы пішім біліктер арасында, ал кері бағытта ортаңғы және
жоғарғы пішім біліктер арасында жүргізіледі. Сонымен, пішім біліктердің
айналу бағытын өзгертуге тура келмейді. Қимылды емес орнақтардың негізгі
кемшілігін болдырмайды.
Дайындаманы пішім біліктердің жоғарғы жұбына беру үшін трио орнақтары
екі жақтан көтергіш-тербелмелі үстелдерімен жабдықталған.
Кварто орнақтарының бірінің үстіне бірі орналасқан төрт пішім білігі
бар: кіші диаметрлі екі ортаңғы пішім білік - жұмыстық (жетектік) және
шеткі пішім білік тіректік болып табылады. Тіректік пішім біліктердің
тағайындалуы - илемдеу кезінде жұмыстық пішім біліктердің қысымын қабылдау
және сонымен бірге олардың иілуіне кедергі келтіру. Кварто орнақтарын жұқа
және қалың қаңылтырлар мен жолақтарды илемдеу үшін қолданады.
Көп пішім білікті орнақтар, барлық жұмыстық клетьтің одан үлкен
кинематикалық қаттылығы салдарынан суық илемдеу үшін өте жұқа жолақтар мен
қалыңдығы бойынша шағын шақтамасы бар таспаларды қолданады. Сорттық
материал мен қаңылтырларды өндіргенде үздіксіз орнақтарда илемдеу
жылдамдығы - 7... 15 мс, сымды - 25...50 мс, ал қаңылтырды суық
илемдегенде 35 мс дейін жетеді. Басқа орнақтарда илемдеу жылдамдығы 7 мс
аспайды.
Өңделетін металдың күйі бойынша орнақтарды ыстық және суық илемдеу
орнақтарына бөлуге болады. Шығарылатын өнімнің сипаты бойынша орнақтар:
қысқыштық - блюминг және слябинг; дайындамалық - блюмдерді квадрат қималы
сорттық дайындамаға илемдеу үшін; ірі, орташа және ұсақ сорттық; әр түрлі
сорттық илемге арналған орнақтар - рельс-арқалықты, қаңылтырлық, сымдық;
құбыр илемдік және арнайы тағайындалған орнақтар.
Илемдік орнақтарды жұмыстық клетьтердің орналасуы бойынша болу
орнақтың тағайындалуымен, дайындаманың белгілі пішінін илемдеу кезінде
металды өткізу санымен және берілген өнімділікпен анықталады. Жұмыстық
клетьтердің орналасуына байланысты илемдік орнақтар келесі топтарға
бөлінеді: бір клетьтік, желілік, тізбекті, жартылай үздіксіз және үздіксіз.
6.3 Баспалау. Баспалау процесінің мәні
Баспалау - металдарды қысыммен өңдеу тәсілі, ол кезде металды
тұйықталған қуыстан (контейнерден) құралдағы матрица деп аталатын саңылау
арқылы таңбалайды, нәтижесінде пішіні бойынша матрица саңылауына сәйкес
келетін қимасы (пішіні) бар ұзын өлшемді бұйымды алады. Баспалау өте
күрделі пішінді бұйымдар алуға мүмкіндік береді, оларды илемді
деформацияның басқа тәсілдерімен жасау мүмкін емес. Баспалаумен диаметрі
5...200 мм шыбықтарды және қабырғаларының қалыңдығы 1,5...8,0 мм болғанда
диаметрі 800 мм дейінгі құбырларды алуға болады.
Баспалау кезінде МҚӨ басқа процестерімен салыстырғанда өңделетін
металдың кернеулі күйінің аса қолайлы сұлбасы орын алады. Бұл сұлба аз
илемді және тіпті морт металдарды олардың бұзылу қаупінсіз өңдеуге
мүмкіндік береді.
Баспалау кезінде металл жан-жақтан біркелкі емес қысылуға ұшыратылады,
оның арқасында илемділігі жоғары болады. Бұл жағдайларда металды баспалау
үшін шамасы бойынша үлкен күштер талап етіледі. Процесс қысыммен ыстық
өңдеу температуралары болғанда жүреді. Баспалауды көбінесе түсті металдар
мен қорытпаларды өңдеу үшін қолданады, өйткені баспалаудың талап етілетін
күштері және өңдеу температуралары аса төмен және болатты өңдеу үшін сирек
болады. Болат бұйымдарды дайындамамен баспалау үшін илем қажет болады.
Түсті металдар мен қорытпалардан (мыстан және оның қорытпаларынан,
мырыш және титан қорытпаларынан және т.б.), сондай-ақ болаттан баспаланған
бұйымдар негізінде бұйымдарды сымдаумен, суық илемдеумен және басқа өңдеу
тәсілдерімен алу үшін дайындамалар болып табылады. Алюминийден, магний мен
оның қорытпаларынан баспаланған пішіндер дайын бұйымдар болып табылады.
Баспалау кемшіліктеріне елеулі қалдықтарды жатқызу керек, өйткені
дайындаманың барлық металы жабық қуыстан матрицадағы саңылау арқылы
таңбалана алмайды. Қуыста баспақ-қалдық қалады, ол баспалау аяқталған соң
алынған пішіннен кесіледі. Баспалау кезінде дайын өнімнің шығуы 70...80 %
құрайды.
6.3.1 Баспалау сұлбалары мен технологиясы
Баспалаудың екі әдісі бар - тура және кері. Тура баспалау кезінде (6.8-
сурет, а) дайындаманы 3 баспаның рамасына 5 бекітілген контейнерге 4
орналастырады, оның саңылауына ұяқалыпты б орнатады. Баспақ-шайбамен 2
бірге пуансонға 1 қысым түсіргенде дайындама металы матрицадағы саңылау
арқылы таңбаланады. Тура баспалау кезінде баспаланатын металл ағысының
бағыты пуансонның қозғалу бағытымен сәйкес келеді.
Кері баспалау кезінде (6.8-сурет, в) дайындама 3 баспақ рамасына 5
және баспақ-шайбаға 2 тірелетін жабық контейнерге 4 орналастырылады. Әрі
қарай контейнерге дайындамаға қысым түсіретін матрицасы 6 бар қуыс пуансон
1 кіреді, нәтижесінде металл пуансонның кері қозғалу бағытында матрицадағы
саңылау арқылы таңбаланады, сонымен бірге берілген бұйым (шыбық)
қалыптасады.
Тура баспалау кезінде дайындама металының контейнер қабырғасына
үйкелуі деформациялауға кедергіні ұлғайтады және барлық металдың
деформациялану дәрежесін жоғарылатады. Баспаланған шыбықтың сыртқы
қабаттарының металы ішкі қабаттар металына қарағанда көп дәрежеде
деформацияланған болады. Деформацияның осы бірқалыпты еместігі аз илемді
қорытпалар материалында жарықшақтардың түзілуіне әкеледі.
1 - пуансон; 2 - баспақ-шайба; 3 - дайындама; 4 - контейнер;
5 - баспақ рамасы; 6 - ұяқалып; 7 - ине
6.8-сурет - Тұтас (а, в) және қуыс (б, г) дайындамаларды тура (а, б)
және кері (в, г) баспалау сұлбалары
Kepi баспалау кезінде, дайындама металының негізгі бөлігі контейнер
қабырғаларына қатысты қозғалыссыз болғанда, деформация ошағы дайындама
тереңдігіне алысқа таралмайды және материал аз дәрежеде деформацияланады.
Бұл жағдайда баспаланған шыбықта деформация біркелкілеу болады. Kepi
баспалау үшін түзу баспалау- мен салыстырғанда аз күштерді түсіру талап
етіледі. Сонымен қоса, кері баспалау кезінде металл қалдықтарының аз
мөлшері алынады (баспақ-қалдық). Алайда жеке жағдайларда деформацияның
төмен дәрежесі баспаланған металдың алғашқы дайындама құрылымының ізін,
мысалы, құйма құрылымды сақтауына келтіреді. Бұл жағдайларда дайындамаларды
қалыптаудың алдында соғуға ұшыратады, бұл тура баспалаумен алынған
дайындамалар үшін талап етілмейді. Ұзын өлшемді дайындамаларды алу процесін
техникалық орындау да тура баспалау кезінде оңайырақ болады.
Баспақ-қалдық түзілуінің негізгі себептері оның контейнермен жанасуы
есебінен баспалау кезінде дайындама бетінің жедел салқындауы және оның
контейнер қабырғасына үйкелуі процесінде металдың беттік қабаттарының
қақталуы болып табылады.
Тура баспалаумен салыстырғанда кері баспалау әдісі аса үнемді, өйткені
ол кезде металл қалдықтары 5...6 %-ға азаяды және металдың контейнер
қабырғаларына үйкелуінің жоқтығынан металды баспалау күштері шамамен 25 %-
ға төмендейді. Алайда қондырғы конструкциясының күрделілігінен баспалау
үшін бұл әдіс шектелген түрде қолданылады.
Құбырлар мен қуыс пішіндерді (6.8-сурет, б, г) жасау үшін алғашқы
дайындамада алдын ала өтпелі саңылау алу қажет. Ол үшін контейнерге 4
орналасқан дайындама 3 алдымен матрица саңылауынан қандай да бір ара
кашықтыққа шығатын инемен 7 тігіледі. Сонымен бірге матрицаның 6 және
иненің 7 тесігі арасында сақиналық саңылау түзіледі. Баспалау процесінде
дайындама 3 металы матрица мен ине арасындағы саңылауға пуансонмен 1
ұңғыланады.
Баспалау кезінде металды кермелеу коэффициенті ( контейнер қимасы
ауданының Ғк матрица тесігі қимасының ауданына Ғм қатынасына тең:
( ( Ғк ( Ғм
Әдетте кермелеу коэффициенті 8...50, ал кейде одан да артық шамада
болады.
Баспалау кезінде металдың қысылу дәрежесі ( контейнердің көлденең
қимасының және матрица тесігі аудандары айырымының контейнердің көлденең
қимасының ауданына ара қатысымен анықталады:
( ( ((Ғк ( Ғм ( ( Ғк (·100(
Қысылу дәрежесі 90 %-ға жетуі мүмкін.
Металды баспалау процесі сондай-ақ баспалау жылдамдығымен және
металдың ағызулығы жылдамдығымен сипатталады.
Металды баспалаудың технологиялық процесіне келесі сатылар кіреді:
кесекті немесе дайындаманы баспалауға дайындау (сыртқы ақауларды жою,
дайындаманы өлшемдік ұзыңдықтарға кесу және т.б.); кесекті немесе
дайындаманы берілген температураға дейін қыздыру; қыздырылған металды
контейнерге беру; металды контейнерден матрицадағы тесік арқылы таңбалау;
алынған бұйымды өңдеу - шыбықты өлшемдік ұзындықтарға кесу, дұрыс
машиналарда түзету, сондай-ақ ақаусыздандыру және ақауларды жою.
Баспалау жоғары өнімділікпен ерекшеленетін, 10 Мн дейінгі күшпен
арнайы конструкциялы көлденең және сирек жағдайда, тік гидравликалық
баспақтарда жүргізіледі. Қазіргі баспақтар тұрақты баспалау жылдамдығын
қамтамасыз ететін арнайы автоматтық құрылғымен жабдықталған, Бұл әр түрлі
қорытпалардан бұйымдарды алу кезінде өте маңызды болады. Бұл жағдайда
бұйымның ұзындығы бойынша механикалық қасиеттердің тұрақтылығы қамтамасыз
етіледі және процестің өнімділігі артады.
Баспалауға арналған негізгі аспаптарға: матрица, баспақ-шайба,
пуансон, контейнер, сондай-ақ ине және ине ұстағыш (құбырларды
баспалағанда) жатады. Жоғары температуралар (800... 1200 °С) және елеулі
жүктемелер жағдайларында жұмыс істегенде аспапқа ыстыққа төзімділігі
бойынша жоғары талаптар қойылады.
Баспалау кезінде аспап ауыр жағдайларда - жоғары қысымдар мен
температураларда жұмыс істейді. Оның тозуын азайту және матрица мен
деформацияланатын металдың жанасуы бетіндегі үйкелу коэффициентін
төмендету, металдың матрицадан аса біркелкі ағызылуына қол жеткізу үшін
машина майы мен графиттен жасалған қоспаны, молибден дисульфидін, сұйық
шыныны және басқа майлау материалдарын қолданады.
6.4 Сымдау. Сымдау процесінің мәні
Сымдау - МҚӨ процесі, ол кезде дайындаманың илемді деформациясы суық
күйінде арнайы аспап - сымдауыштағы тесік арқылы созылу есебінен жүзеге
асырылады, оның тесігінің өлшемдері алғашқы дайындама өлшемдерінен кіші
болады. Сымдау нәтижесінде барлық ұзындығы бойында тұрақты қимасы, дәл
өлшемдері, берілген геометриялық пішіні, таза және тегіс беті бар бұйымдар
алынады. Сымдау кезінде дайындаманың көлденең қимасы азаяды, ал оның
ұзындығы сәйкесінше ұлғаяды. Негізінде сымдау үшін ыстық аунақталған
сорттық илем алғашқы материал болып табылады.
Сымдау кезінде кернеулі күй сұлбасы (6.9-сурет, б) қолданылады, ол
кезде күштердің әсер ету бағыттарының бірінде созылу күйіне қысылудың
кернеулі күйін өзгерту есебінен баспалаумен салыстырғанда өңделетін
материалдың илемділігін төмендетеді.
Сымдау арқылы сымды жасайды және болаттан, түсті металдар мен
қорытпалардан жасалған әр түрлі пішінді және өлшемді қималары бар
шыбықтарды, құбырларды және фасондық пішіндерді өңдейді. Сымдау - бұл
диаметрі бірнеше миллиметрден бірнеше ондаған миллиметр үлестеріне дейінгі
сымдар мен құбырларды жасаудың жалғыз әдісі.
Тұтас дайындаманы 2 сымдау кезінде (6.9-сурет, а) оны сымдауыштағы
(фильердегі) біртіндеп тарылатын 1 тесік арқылы созады. Ол үшін
сымдауыштағы тесік арқылы өткізілген шыбықтың үшкірленген үшына Р күшін
түсіреді. Шыбық деформацияға - қысылу мен кермелеуге ұшыратылады, осының
салдарынан ол сымдауыш тесігінің пішіні мен өлшемдерін қабылдайды, ал
шыбықтың соңғы қимасы Sк алғашқы қимасынан S0 кем болады.
Сымдау кезінде металл деформациясының дәрежесі кермелеу ( және қысу (
коэффициенттерінің шамасымен сипатталады.
( = l1l0=Ғ0Ғ1;
(=[(F0-Fl)F0]-100%,
мұнда l0 және l1, Ғ0 және Ғ1 сәйкесінше алғашқы дайындаманың және
алынған бұйымның ұзындықтары мен көдденең қималарының шамалары. Сымдау
кезінде металды кермелеу коэффициенті - 1,25...1,30, ал қысылу коэффициенті
30. ..35 % дейін құрайды.
Дайындаманы көбірек қысу үшін сымдауды бірнеше рет өткізіп орындайды.
Сонымен бірге өңделетін материалдың илемділігі мен беріктігіне байланысты
болатын бір өткенде металл қысылуының шекті мүмкін дәрежелерін қолдану
есебінен өту санын қысқартуға қол жеткізуге болады. Шекті мүмкін қысу
дәрежелерінің ұлғаюы металдың сымдауыш пен тартушы құрылғы арасында
үзілуіне әкелуі мүмкін.
Құбырларды 4 сымдаумен (6.9-сурет, б) - олардың сыртқы диаметрін
азайтуға, ал құрал білікті 3 қолдану арқылы құбырлардың сыртқы диаметрін
де, олардың қабырғасының қалыңдығын да азайтуға болады. Шыбықтарды тарта
жону кезінде сымдауыш көзілдірігінің (жұмыс кеңістігінің) пішініне, сондай-
ақ құбырларды тарта жону кезінде құрал біліктің және сымдауыш
көзілдірігінің пішініне байланысты дайындамалардың әр түрлі қарапайым және
фасондық пішіндерді және фасондық сымды алуға болады (6.9-сурет, в).
1 - сымдауыш; 2 - дайындама; 3 - құрал білік; 4 - құбыр; Р - созу күші
6.9-сурет - Тұтас дайындаманы (а) және құбырды (б) сымдау сұлбалары
Сондай-ақ сымдауды калибрлеу үшін, яғни ыстықтай аунақталған металға
(сорттық және құбырларға) дәл өлшемді және таза бетті беру үшін қолданады.
Сымдау кезінде металдың деформациялануы процесінде дайындаманы қыздыратын
жылу бөлінеді, ол үшін оны салқындатады. Дайындама металы босандату
көмегімен алынатын қақталманың түзілуі есебінен беріктендіріледі.
Сымдау кезінде дайындама мен аспап арасында үйкеліс пайда болады, Бұл
тарту күшінің, сәйкесінше жабдық қуатының ұлғаюына әкеледі. Деформация
аймағына май жағып немесе ультрадыбыстық тербелістер беріп, фильерлердің
жұмыстық бетінің оңтайлы кедір- бұдырлығын таңдап, үйкеліс күшін азайтуға
болады.
6.5 Coғу процесі. Еркін соғу және оның негізгі операциялары
Соғу - металдарды қысыммен өңдеу тәсілдерінің бірі, ол кезде аспап
қыздырылған дайындамаға көп мәрте әсер етеді, нәтижесінде ол
деформацияланып, берілген пішін мен өлшемдерді біртіндеп иеленеді.
Соғу арқылы барлық маркалы және түрлі деформацияланатын конструкциялық
металдар мен массасы 250 т дейінгі қорытпаларды алуға болады.
Еркін соғу кезінде илемді деформациялау қыздырылған дайындаманың жеке
учаскелерінде жүзеге асырылады. Металл аспап беттерімен шектелмейтін
бағыттарда еркін ағады. Балғаны немесе баспақты қолдану арқылы жүзеге
асырылатын еркін соғуды машиналық еркін соғу деп атайды. Құйма металды соғу
оның дендриттік құрылымын талшықтыға түрлендіреді, ал аунақталған металды
соғу ондағы бар талшықты құрылымды жақсартады. Осының арқасында соғу
металдың механикалық қасиеттерін қамтамасыз етеді.
Қолмен еркін соғуды тек ұсақ соғылмаларды жөңдеу шеберханаларында және
цехтарда даналап жасау үшін ғана қолданады. Ірі (массасы 350 кг-нан жоғары)
және орташа соғылмалардың шағын партияларын тек еркін машиналық соғу
әдісімен ғана жасайды. Машиналық соғу кезінде дайындамаларды балғаға немесе
баспаққа қысқаштардың көмегімен, қолмен немесе арнайы машиналармен
(манипуляторлармен, крандармен және т.с.с.) береді.
Еркін соғу үшін бастапқы материал - кесектер, блюмдер және әр түрлі
өлшемді сорттық илем. Дайындама массасын Qдайын соғылманың өлшемдері мен
пішін үйлесімінен анықтайды:
Qдайын ( Qc ( Qқалд ( Qазаю.
мұнда Qc - соғылма массасы; Qқалд - қалдықтар массасы; Qазаю - металл
азаюының (от қабыршықтың) массасы.
Қалдықтар массасы - кенеріктің (металл бүршігінің) немесе дайындаманың
соғу кезінде одан қарпығыш ұсталынып тұрған бөлігінің массасы (еркін соғу
кезінде 5...8 %-ға жетеді). Металдың азаюын жалынды пештерде қыздырғанда
кесек немесе дайындама массасынан 2...3 % мөлшерінде әрбір кейінгі қыздыру
кезінде 1,5... 2,0 % мөлшерінде қабылдайды.
Соғылма сызбасынан алғанда дайындаманың пішінін, өлшемдері мен
массасын анықтайды. Соғылма сызбасында механикалық өңдеуге әдіптер және
кенермелер (соғылманың пішін үйлесімін ықшамдау үшін) есепке алынуы тиіс.
Сызбада сондай-ақ дайын соғылма өлшемдерінің мүмкін ауытқуларын қояды.
Сонан соң олармен дайындаманың барлық қимасы бойында металды жақсы соғуды
қамтамасыз ететін операцияларды орындауға болатын жабдықты (балғаны немесе
баспақты) және аспапты тандайды. Сонымен қоса, технологиямен дайындаманы
қыздыру режимін қыздыру құрылғыларының типі мен өлшемін анықтау көзделеді.
Соғуды шөктеу коэффициентімен (дайындама және соғылма қималары
аудандарының қатынасымен) бағалайды. Болат кесектер үшін шөктеудің жалпы
коэффициенті - 3...5 кем емес, ал илемделген дайындамалар үшін 1,1... 1,5
болуы тиіс. Еркін соғудың негізгі операциялары - тұну, шөгу, тарта жону,
ендеу, шабу, қобылау, кеңей жаю, құрал білікте тарта жону және металды
беру.
6.10-суретте отырғызу операциясының сұлбасы келтірілген.
Отырғызу кезінде деформация көрсеткіштері болып санадады:
деформацияның салыстырмалы деңгейі (h (
абсолют -(H ( H0 ( H1 және биіктігі бойынша шөкпе коэффициентінің
шамасы
6.10-сурет-Отырғызу операциясының сұлбасы
Соғу және штамптаумен металл бұйымдар - шыңдалған болат алады, сонан
соң олардан машиналарға, аспаптарға, агрегаттарға қажет бөлшектер жасайды.
Кейбір жағдайларда, штамповкамен тікелей дайын бөлшектер алынады. Шыңдалған
темір бөлшектерден әдібімен-поковканың металынан кезекті механикалық
өңдегенде алынатын белгілі қабатымен өзгешеленеді.
Соғу мен штамптау өнеркәсіп салаларының барлығында ол әсіресе машина
жасауда қолданылады. Штамптау процестері сондай- ақ металл емес бұйымдар
өндірісінде мәнді роль атқарады.
Соғылған және штампталған бұйымдар механикалық қасиеттері құйылған
бұйымдардын немесе шыбықтардан, тілім темірлерден және басқалардан кесіп
алынғанның механикалық қасиетінен жоғары. Бұл қысыммен өңдегенде металл
талшықтары бұйым пішініне сәйкес (6.11-сурет) қайта орналасуына байланысты
түсіндіріледі. Талшықтары осылай орналасқан бөлшектер қиылған талшықтары
болатын бөлшектерден берігірек.
а-кесіп өңдеуден кейінгі; б-соғудан (штамптаудан) кейінгі
6.11-сурет - ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
6.1 Металдарды қысыммен өңдеудің физикалық негіздері, жіктелуі,
қолданылу салалары
Металдарды қысыммен өңдеу (МҚӨ) - бұл технологиялық процестер, олардың
нәтижесінде сыртқы күштердің әсерінен дайындамалардың тұтастығын бұзбай
олардың пішіні, өлшемдері және физика- механикалық қасиеттері өзгертіледі.
МҚӨ негізгі міндеті дайындама металына оның илемді деформациясы
процесінде берілген пішінді беруі болып табылады. Көптеген металдар мен
олардың қорытпаларының илемді деформацияға ұшырау қабілеті МҚӨ кеңінен
пайдалану мүмкіндігін береді. Процесс - металдың құрылымын өзгертуге, ал
дұрыс қолданылатын технология кезінде алынатын бұйымдардың механикалық
қасиеттерін арттыруға мүмкіндік береді.
Деформациялаудың алдында дайындау (қыздыру) кезінде, илемді деформация
кезінде және одан кейін металда болатын процестерді зерделеу, алынатын
бұйымдардың сапасын едәуір дәрежеде жоғарылатуға және оларды өндіргенде
шығындарын азайтуға мүмкіндік береді. Қазіргі заманғы өндірісте металдарды
қысыммен өңдеудің келесі негізгі тәсілдерін қолданады (6.1-сурет): илемдеу,
баспалау, сымдау, соғу, көлемдік және қаңылтырлық қалыптау. Бұйым алу үшін
металды әр түрлі тәсілдермен қысыммен өңдейді: прокаттаумен, созумен,
сығымдаумен, еркін соғумен және штамптаумен.
Прокаттаумен (6.1, б-сурет) дөңгелек және квадрат пішінді
профильдерді, рельстерді, балкаларды, швеллерлерді, табақшаларды, сонымен
бірге басқадай прокат түрлерін жасайды.
Созу дегеніміз көлденең қимасының мөлшері берілген дайындаманың (6.1,
б-сурет) өлшемдерінен кішкене болып келетін шыбықты немесе сымды волоканың
(матрицаның) тесігі арқылы созу процесі.
Созу процесі станоктарда жүргізіледі де, жіңішке және өте жіңішке
сымдарды алу үшін, болаттар мен түсті металдардан дөңгелек және фасонды
қималы шыбықтар мен құбырларды калибрлеу үшін пайдаланылады.
Сығымдау процесінде металды пішіндері мен өлшемдері сығымдалған түсті
металдар мен қорытпалардан, сондай-ақ болаттардан алынған шыбықтардың,
құбырлар мен фасонды профильді түсті бұйымдардың пішіні мен өлшемін
анықтайтын матрицаның (6.1, в-сурет) дөңгелек немесе фасонды тесігі арқылы
сығып шығарады. Сығымдау гидравликалық немесе механикалық престерде
жасалады.
а-прокаттау; б-созу; в-сығымдау; г-еркін соғу; д-көлемдік штамптау;
е-табақшалап штамптау
6.1-сурет-Металдарды қысыммен өңдеу тәсілдерінің негізгі сұлбалары
Металды соғу дайындаманы жоғарғы және төменгі тоқпақтардың арасында
(6.1, г-сурет) көрсетілген әр қилы ұста аспаптарын қолданумен сығып
шығарудан тұрады. Еркін соғумен молоттарда немесе престерде қарапайым және
күрделі пішінді (біліктер, шатундар, тісті дөңгелектер және т.б.) әр түрлі
мөлшердегі шыңдалған темірлерді алады.
Штамптау дегеніміз металды штамптарда деформациялау процесі. Көлемдік
және табақша штамптау болып бөлінеді.
Көлемдік штамптауда (6.1, д-сурет) алдын ала қыздырылған дайындаманы
штамптың тұйықталған қуысында деформациялайды, оның, пішіні мен өлшемі
алынатын шыңдалған темірдің, пішіні мең өлшемін анықтайды.
Ыстықтай көлемдік штамптау молоттарда, престерде немесе көлденең соғу
машиналарында жүргізіледі.
Табақша штамптау (6.1, е-сурет) берілген табақ дайындаманы суық
күйінде қысылатын сақинасы мен пуансоны бар матрицада деформациялаудан
тұрады. Штамптаудың, бұл түрін арнайы штамптау престерінде жүргізеді.
Металдарды қысыммен өңдеу кезінде дайындамада сыртқы күштердің
әсерінен кернеулер пайда болады. Егер олар үлкен болмаса, серпімді
деформация болады, ол кезде металл атомдары тұрақты тепе-теңдік қалпынан
атом аралық ара қашықтықтан аспайтын өте аз ара қашықтықтарға ығысады.
Жүктемені алған соң атомдар тұрақты тепе-теңдіктің алғашқы қалпына қайтады.
Сыртқы жүктеменің ұлғаюымен дайындамадағы кернеулер артады, Бұл
атомдардың тұрақты тепе-теңдік қалпынан атом аралық ара қашықтықтан едәуір
асатын ара қашықтықтарға ығысуына әкеледі. Жүктемені алған соң атомдар
тұрақты тепе-теңдіктің жаңа орындарын иеленеді, сондықтан дененің пішіні
қалпына келмейді. Дене пішінінің мұндай қайтымсыз өзгерісі илемді
деформация деп аталады. Металдың илемді деформацияға ұшырау қабілеттілігі
илемділік деп аталады. Сандық түрде илемділік металға ол бұзылғанға дейін
хабарлауға болатын максимум қалдық деформация мәнімен сипатталады.
Илемділік металдың тұрақты сипаттамасы бодып табылмайды, өйткені елеулі
дәрежеде оның деформациялау шарттарына байланысты болады.
Қысыммен өңдеу алдында дайындамаларды қыздыру жане оған жалғас
құбылыстар
Дайындамаларды қыздыру металдың илемділігін жоғарылату есебінен
деформацияның аз күштерімен және үлкен дәрежелерімен қысыммен өңдеуге
мүмкіндік береді, оның нәтижесінде дайындамалар материалы деформациясына
кедергінің шамасы олардың кәдімгі (суық) күйімен салыстырғанда едәуір
(10... 15 есе) азаяды.
Металды қыздыру жауапты операция болып табылады, оған көбінесе
алынатын тетіктердің сапасы ғана емес, сонымен бірге аспаптың төзімділігі,
өндірістік жабдықтар жұмысының сенімділігі жзне оның өнімділігі байланысты
болады, Бұл ақырында өнімнің өзіндік құнына әсер етеді. Қыздыру дайындама
қимасы бойынша бірқалыпты температураны, минимум тотығуды және болат
дайындаманың көміртексізденуін қамтамасыз етуі тиіс. Дұрыс тандалған
қыздыру технологиясы металды илемді деформациялаудың және салқындатудың
оңтайлы режимімен үйлескенде дайын металл өнімінің барлық сипаттамаларын
едәуір дәрежеде жақсартады.
Қыздырғанда дайындамалардың бетінде қабыршақ деп аталатын оксидтер
қабаты түзіледі, оның қалыңдығы қыздыру температурасына және уақытына,
пештің атмосферасына, қорытпаның химиялық құрамына және дайындамалардың
пеште орналасуына байланысты болады. Қорытпалар 900... 1200 °С
температурада аса қарқынды тотығады.
Сондай-ақ көміртекті болатты қыздыру дайындаманың беттік қабаты
көміртектің 2 мм-ге дейінгі тереңдікке күйіп кетуіне әкеледі. Көміртек
құрамының көміртексіздену деп аталатын азаюы болаттың беріктігі мен
қаттылығының төмендеуіне әкеледі. Әсіресе көміртексіздену механикалық
өңдеуге шағын әдіптері бар және кейіннен шынықтырылатын шағын өлшемді
дайындамалар үшін зиянды.
От қабырғышығы түзілуін және көміртексізденуді азайту үшін қорғаныш
атмосферада немесе вакуумда қыздыруды, жылдамдықтық қыздыруды, қыздырудың
алдында дайындаманың бетіне салынатын қорғаныш сеппелер мен жағындыларды
қолданады. Жоғары көміртекті және жоғары қоспаланған болат пен жылу
өткізгіштігі және илемділігі төмен көптеген күрделі қорытпалар,
жарықшақтарды болдырмау үшін баяу қыздыруды талап етеді. Мұндай
материалдардан жасалған дайындамаларды температурасы жоғары емес пешке
салады, онда дайындамалардың бүкіл көлемі бойында біркелкі қыздырылуы үшін
ұстайды да, сонан соң пештің температурасын жоғарылатады. Қыздырған кезде
қоспаланған болаттан алынған ірі кесектерді әр түрлі температураларда
бірнеше рет ұстауға ұшыратады.
Қысыммен өңдеудің алдында металды қыздыру режимін таңдау Ұтымды
температуралық интервалды (өңдеуді бастау мен аяқтау температураларын) және
қыздыру уақытын анықтаудан тұрады. Болат дайындамаларды қысыммен өңдеудің
температуралық интервалының төменгі қыры 727 °С жоғары болады, ал жоғарғы
қыры балқу басталған температурадан 100... 150 °С-га төмен болуы тиіс. Аса
жоғары температураларға дейін қыздырғанда металда ақаудың екі түрі пайда
болады - аса қыздыру және аса күйдіру.
Аса қыздырғанда металл түйіршіктерінің өлшемдері ұлғаяды, илемділігі
төмендейді және механикалық қасиеттері нашарлайды. Кейбір болат үшін
ақаудың бұл түрін қысыммен және қалыптандыру- мен қосымша өңдеу арқылы
жоюға болады.
Аса күйдіру - металдың балқу температурасына жақын температураларға
дейін қызған кезінде түйіршіктер шекаралары бойында тотығуы. Нәтижесінде
түйіршіктер арасындағы байланыс бұзылады да, металл қысыммен өңдегенде
бұзылады. Аса күйдіру түзетілмейтін ақау болып табылады. Аса күйдірілген
дайындамаларды қайта балқытуға ұшыратады. Қысыммен өңдеудің температуралық
интервалдары басты түрде қорытпалардың химиялық құрамына байланысты болады.
Әрбір болатқа белгілі қыздыру температурасы сәйкес келеді. Бастапқы өңдеу
температурасын мына формула бойынша анықтайды:
tн = а tпл
мұнда tпл - қорытпаның балқу температурасы (күй диаграммасынан
алынады); а - температураның төмендеу коэффициенті (а = 0,85...0,95).
Көміртекті болатты соғуды немесе илемдеуді аяқтағандағы температура олардың
құрамындағы көміртекке байланысты мына формула бойынша анықталады: tк ( 0,7
tпл
Қысыммен өңдеуде температуралық ережені дұрыс таңдауда қорытпалардың
күй диаграммаларын негізге алады. Сонымен, көміртекті болаттар үшін
қысыммен өңдеудегі температуралық аралық темір-көміртек жүйесінің күй
диаграммасында (6.2-сурет штрихталған аймақ) көрсетілген.
Қыздыру жылдамдығы жоғары болғанда термиялық кернеулердің пайда болуы
нәтижесінде олардың бұзылу мүмкіндігін болдырмау үшін жоғары қоспаланған
болаттан жасалған дайындамаларды екі кезеңмен қыздырады. Алдымен оларды 650
°С дейін баяу қыздырады, сонан кейін қорытпаның илемділігі артқанда, ыстық
илемді деформация температурасына дейін үлкен жылдамдықпен түпкілікті
қыздырады. Қысыммен ыстық өңдеумен алынатын дайындамалардың сапасын арттыру
үшін қыздыру режимінің ғана емес, сонымен бірге салқындату режимінің де
елеулі маңызы болады. Дайындаманы тым жылдам және бірқалыпсыз салқындату
онда жарықшақтардың түзілуіне немесе термиялық кернеулер салдарынан оның
қисаюына әкелуі мүмкін. Металдың жылу өткізгіштігі неғұрлым аз болса,
тетіктің пішін үйлесімі соғұрлым массивтірек және күрделірек, оның
салқындатылуы соғұрлым баяу болады.
Салқындату процесі (әсіресе қоспаланған болаттан жасалған
дайындамаларды) жауапты технологиялық операция болып табылады, оны дұрыс
орындамағанда дайындамаларды қыздыру кезіндегіге қарағанда, оларды
салқындату кезінде жиі түзілетін жарықшақтары бойындағы ақауға әкелуі
мүмкін. Салқындату жылдамдығы мүмкін мәндерден жоғары болмауы тиіс. Төмен
және орташа көміртекті болаттан жасалған дайындамаларды ауада даналап
немесе стеллаждарда топтармен салқындатуға болады
6.2-сурет-Көміртекті болаттың металды қысыммен өңдегендегі
температуралық аралығы
Қоспаланған болаттан жасалған ірі соғылмаларды белгілі
температураларда бірнеше сағаттан ұстап, пешпен бірге баяу салқындатады.
Дайындамаларды салқындату циклі олардың химиялық құрамына және өлшемдеріне
байланысты болады. Сонымен, ірі соғылмалар үшін ол бірнеше тәулікке созылуы
мүмкін.
Зауыттарда әрекет ету принципі және конструкциясы бойынша әр түрлі
қыздыру құрылғыларын қолданады. Олар жұмыс температурасы, қыздыру тәсілі
және конструкциялық белгілері бойынша жіктеледі.
Қыздыру тәсілі бойынша құрылғылар жалынды және электрлік деп бөлінеді.
Жалынды пештерде талап етілетін температураға арнайы шілтерлерде мазутты
немесе газды жағу арқылы қол жеткізеді.
Электрлік қыздыру құрылғылары келесі түрлерге бөлінеді: жанама қыздыру
кедергісі бар электр пештер, оларда қыздыру олар арқылы электр тогын
өткізетін кедергі элементтерімен бөлінетін энергиямен жүзеге асырылады;
тура түйіспелік қыздыратын электр қондырғылары, оларда электр тоғы оны
қыздырып, тікелей дайындама арқылы өтеді; индукциялық қыздыру қондырғылары,
оларда дайындаманы жоғары жиілікті токтармен құрылатын электрмагниттік
өріске орналастырады.
Қыздыру құрылғыларын пештер мен қондырғыларға бөлу шартты болады және
пештерде дайындамалар сәуле шығарумен және пештің жұмыс кеңістігінің
жылулығы есебінен конвекциямен қызатынын, ал индукдиялық қыздыратын
қондырғыларда жылу дайындаманың өзінің ішінде пайда болады.
Жұмыс принципі бойынша қыздыру құрылғылары периодтық және үздіксіз
әрекетті (методикалық) болып бөлінеді. Периодтық әрекетті (камералық)
қыздыру құрылғыларында дайындамаларды сол және бір терезе арқылы тиейді
және түсіреді, ал қыздыру процесінде олар қозғалыссыз қалады. Методикалық
(өтпелі) қыздыру құрылғыларында дайындамаларды тиеу терезесі арқылы тиейді,
қыздыру процесінде жұмыс кеңістігі арқылы ауыстырады және түсіру терезесі
арқылы түсіреді.
Соңғы уақытта жартылай методикалық жалынды пештер қолданыла бастады.
Олар әдістемелік пештерден түбегейлі ерекшеленбейді, бірақ ұзындығы қысқа
және қыздыру жылдамдығы аса жоғары болады. Ашық типті қыздыру пештерінде
көп мәрте қыздырғанда металдың қалдығы 5 % құрайды және одан болады. Бұл
қалдық басты түрде металдың от қабыршық түзуі есебінен болады. Сондықтан
отынның (газдың) толық емес жануы кезінде, яғни ауаның отынның толық жануы
үшін қажетті мөлшерінен 50 %-ға жуығы жұмсалғанда қол жеткізілетін
тотықтырмай қыздыруды қамтамасыз етуге тырысады. Сонымен бірге 800... 1000
°С дейін қыздырылатын ауа қолданылады. Осының нәтижесінде пеш
атмосферасында СО және Н2 газдары пайда болады, олар қыздырылатын болат
дайындамалардың тотығуына кедергі келтіреді.
Бір тонна дайындамаға энергияның жұмсалуы бойынша дайындамаларды
электрлік қыздыру жалынды пештерде қыздыруға қарағанда аса үнемді. Алайда
оны кеңінен қолданады, өйткені ол еңбек өнімділігін жоғарылатуға, процесті
автоматтандыруға және оның жоғары тұрақтылығын қамтамасыз етуге, еңбек
жағдайларын жақсартуға және металдың (қалдық) от қабыршық түзуіне
шығындарын қысқартуға мүмкіндік береді. Электрлік кедергі пештері
конструкциясы бойынша жалынды пештерге ұқсас, бірақ шілтерлердің орнына
жұмыс кеңістігінің ішінде олар арқылы электр тоғы өткізілетін қыздыру
элементтерін орнатады.
Табаны жылжымалы камералық пеш табанының арнайы жетектің көмегімен
алдыңғы қабырғамен және дайындамалармен бірге пештен тыс шығып кету
мүмкіндігі бар.
Сонымен бірге қыздыру элементтері және пеш корпусы жылжымайтын болып
қалады, бұл ірі дайындамаларды цехтық көтергіш-тасымалдау жабдықтарымен
еркін тиеуге мүмкіндік береді. Электр пештері оңай механикаландырылған және
автоматтандырылған болуы мүмкін, бұл оларды автоматтық ағынды желілерге
кірістіруге мүмкіндік береді.
МҚӨ кезінде дайындамаларды қыздыру үшін, жалынды және электр
пештерінен басқа, электрмен қыздыру қондырғыларын (құрылғыларын) қолданады.
Бұл құрылғыларда дайындамаларды қыздыру жылдамдығы қыздыру пештеріне
қарағанда 10...20 есе артық, ал металдың қалдығы 0,5 % дейін азаяды.
Индукциялық қыздыру құрылғылары аса кең таралған. Индукциялық қыздыру
кезінде (мыс түтік орамдарынан жасалған орауышты білдіретін, индукторға
орнатылады. Айнымалы ток индуктор арқылы өтіп, магнит өрісін қоздырады,
нәтижесінде дайындамада оны жоғары температураға дейін қыздыратын құйынды
токтар пайда болады. Ток жиілігін дайындамалар диаметріне байланысты
таңдайды: дайындама диаметрі неғұрлым үлкен болса, қолданылатын токтың
жиілігі соғұрлым аз болады. От қабыршығының түзілуін болдырмау үшін қыздыру
бейтарап газдар атмосферасында жүргізіледі.
6.2 Илемдеу. Илемдеу процесінің мәні
Илемдеу - ол кезде кесек немесе дайындама үйкеліс күштерінің әсерінен
илемдік орнақтың айналатын пішім біліктері арасындағы саңылауға тартылатын
процесс және қимасы азайтылып олармен илемді деформацияланады. Илемдеудің
негізгі түрлері келесідей - бойлық, көлденең және көлденең-бұрандалық (6.3-
сурет).
Бойлық илемдеу кезінде (6.3-сурет, а) параллель осьтері бар біліктер 1
әр түрлі жаққа айналады, ал пішім біліктер осьтеріне перпендикуляр орын
ауыстыратын дайындама 2, көлденең қима ауданының азаюымен және ұзындығының
ұлғаюымен қысылады.
Көлденең илемдеу кезінде (6.3-сурет, б) параллель осьтері бар біліктер
1 пішім біліктер бетінің бойында илемді деформацияланатын дайындаманы 2
айналмалы қозғалысқа келтіріп, бір жаққа қарай айналады.
а - бойлық; б - көлденең; в - көлденең-бұрандалық;
1 - біліктер; 2 - дайындама; 3 - қобылағыш
6.3-сурет - Илемдеудің негізгі түрлері
Көлденең-бұрандалық илемдеу кезінде (6.3-сурет, в) біліктер 1 бір-
біріне бұрышпен орналасқан және бір жаққа қарай айналып, дайындамаға 2 бір
мезгілде айналмалы және үдемелі қозғалыстар береді, осының салдарынан
дайындама біліктер арасындағы саңылауға тартылады. Бұл сұлба құбырларды,
доңғалақтарды және т.б. өндіргенде қолданылады. Дайындамадағы тесікті
жылжымайтын құрал білікте бекітілетін қобылағыш 3 орындайды. Илемдеу
кезіндегі деформация ошағының сұлбасы 6.4-суретте көрсетілген.
Металл қармау бұрышы деп аталатын, а бұрышына сәйкес келетін доға
бойындағы пішім біліктердің әрқайсысымен жанасады. Металдың қармау
доғаларымен АВ, жолақтың бүйірлік қырларымен, металдың АА кіру және
металдың олардан шығу ВВ жазықтықтары- мен шектелген көлемін металл
деформациясының ошағы деп атайды. Ыстық илемдеу кезінде ( = 15.. .24°, суық
илемдеу кезінде ( = 2... 10°.
D - пішім білік диаметрі; l - деформация ошағының ұзындығы
6.4-сурет - Бойлық илемдеу кезіндегі деформация ошағының сұлбасы
Илемдеу өнімінің түр жиыны
Илемнің көлденең қимасының пішінін бейін деп атайды, ол бұйымның
ұзындығы бойынша не тұрақты, не айнымалы (периодтық) болуы мүмкін. Әр түрлі
пішіндер мен олардың өлшемдерінің жиынтығын түр жиын деп атайды. Илемнің
түр жиыны келесі негізгі топтарға бөлінеді: сорттық илем, қаңылтыр илем,
құбырлар мен арнайы тағайындалған пішіндер. Сорттық илемді қарапайым
геометриялық (шеңбер, квадрат, алтыбұрыш, сопақ, үшбұрыш) және фасондық
(бұрыштықтар, швеллерлер, қос таврлар, рельстер және т.б.) пішіндерге
бөледі (6.5-сурет).
Қалыңдығына байланысты мыналарды ажыратады: қалыңдығы 4...160 мм қалың
қаңылтыр болат; жұқа қаңылтыр болат - 0,2...4,0 мм және фольга - 0,2 мм-ден
кем. Сауытты қаңылтырлардың 500 мм- ге дейін қалыңдығы болады. Тағайындалуы
бойынша қаңылтыр болатты электртехникалық, кеме құрылысы, қазандық,
автоқаңылтыр және қаңылтыр деп бөледі.
Бетінің тазалығына байланысты қаралтым қаңылтырларды (илемдеуден кейін
тотыққан беті бар, таза қаңылтырларды және жабылған қаңылтырларды
(қалайыланған, боялған және т.б.) ажыратады. Болат құбырларды жіксіз және
пісірілген деп бөледі және сәйкесінше екі негізгі тәсілмен жасайды: жіксіз
құбырларды дөңгелек қималы тұтас дайындамалардан жасалған қобыланған
орнақтарда жіксіз құбырларды илемдеумен және қаңылтырдан немесе таспадан
пісірумен.
Илемнің арнайы түрлеріне: құрсаулар, тұтас аунақталған доңғалақтарды
және периодтық пішінді дайындамаларды жатқызады. Арматуралық болаттан
жасалған шыбықтар түріндегі периодтық пішіндерді, мысалы, құрылыста темір
бетон конструкцияларын жасау үшін пайдаланады. Илемнің арнайы түрлерінің
алуан түрлілігі тұтынушыларда тетіктер өндіру технологиясын ықшамдауға
мүмкіндік беретін, иілген пішіндер болып табылады.
1-квадратты; 2-дөңгелекті; 3-алтықырлы; 4-таспалы тілінген; 5-
автообод; 6-бұрышты; 7-рельсті; 8-трамвай рельсі; 9-қоставрлы; 10-
швеллерлі;
11-трактордың бағыттаушы доңғалағының тіреуіш тақтайшасы;
12-зет тәрізді пішін; 13-шпунтты;
6.5-сурет-Сортты болаттың профильдері
Иілген пішіндерді қалыңдығы 0,2...20 мм қаңылтырдан немесе таспадан
алады. Оларды құрылыста (құрылыс конструкциялары элементтерінде, терезе
жақтауларында және т.б.) кеңінен қолданады. Илемнің аса көп мөлшерін - аз
көміртекті болаттан, аз мөлшерін қоспаланған болаттан жасайды. Түсті
металдар илемін басым көпшілігінде қаңылтырлар, таспа және сым түрінде
жүргізеді.
6.2.1 Илемдеу өндірісінін технологиясы және пішім біліктерді калибрлеу
Қазіргі заманғы металлургия кәсіпорындарында илемдеудің технологиялық
процесі кесекті жартылай өнімге және жартылай өнімді дайын өнімге
илемдеуден тұрады. Илемдеу өндірісінің негізгі технологиялық операциялары:
алғашқы металды илемдеуге дайындау, металды илемдеудің алдында қыздыру,
илемдеу, өңдеу және илем сапасын бақылау болып табылады.
Алғашқыы металды (кесектер мен дайындамаларды) илемдеуге дайындау
олардың бетінен әр түрлі ақауларды (терең емес жарықшақтарды, қабықтарды,
иілген жерлерді, сызаттарды, қож қосындыларын және т.б.) жоюдан тұрады, бұл
өнім беті сапасының жоғарылауына, өнімділіктің өсуіне және орнақтың техника-
экономикалық көрсеткіштерінің жақсаруына әкеледі. Бұл операция әсіресе
сапалы көміртекті және қоспаланған болатты илемдеу кезінде маңызды.
Кесектер мен дайындамаларды илемдеудің алдында қыздыру олардың жоғары
илемділігін және металдың талап етілетін құрылымының алынуын қамтамасыз
етуі тиіс. Ол үшін илемдеудің алдында металды қыздырудың болаттың әрбір
маркасы немесе маркаларының тобы үшін жеке белгіленген режимдерін қатаң
сақтау қажет.
Илемдеу кезінде металдың бастапқы және соңғы температураларын,
берілген қысу режимін бақылайды, біліктердің жөнге келтірілуін тексереді,
алынатын илемнің өлшемдерін және пішінін бақылайды, сондай-ақ илемдеу
процесінің энергия-күштік параметрлерін өлшейді. Илем бетінің күйін бақылау
үшін сынамаларды үнемі іріктейді. Бетті негізгі бақылауды илемді тазартудың
алдында жүргізеді.
Илемдеуден кейін бақылауды өңдеу операциялары кезінде жалғастырады
(өлшемдік ұзындықтарға кесу, түзету, беттік ақауларды жою және т.б.). Дайын
илемді соңғы техникалық бақылайды және орайды.
Илемдеу кезінде алғашқы материал көп бөлігі квадрат (блюмдер) немесе
тікбұрышты (слябтар) қималы кесектер немесе дайындамалар болып табылады.
Қажетті қимасы және өлшемдері бар дайыдаманы ешқашан да пішім біліктер
арасында бір өткенде бірден алуға болмайды. Сондықтан илемдеуді бірнеше
өтіп жүргізеді. Әрбір өткенде илемделетін металл қимасының ауданы
кішірейеді, сонымен бірге дайындаманың пішіні мен өлшемдері біртіндеп талап
етілетін пішінге жақындайды. Қаңылтырлар мен жолақтарды илемдеуді тегіс
біліктерде жүргізеді. Бұл жағдайда әрбір әрекетте илемделетін металл
қалыңдығының азаюына пішім біліктерді сәйкесінше жақындатумен қол
жеткізіледі.
Мысалы, квадрат, шеңбер, рельс немесе швеллер түріндегі қимасы бар
сорттық және фасондық металды илемдеуді жұмыс беттерінде жылғалар деп
аталатын, илемделетін бұйымның талап етілетін пішініне сәйкес келетін
тереңдетулер жасалған, калибрленген немесе жылғалық пішім біліктерде жүзеге
асырады. Пішім біліктер арасындағы саңылаумен бірлесіп, екі пішім білікте
жасалған екі жылғамен түзілген ойық калибр деп аталады.
Берілген өлшемді дайын пішінді алуды қамтамасыз ететін, тізбекті
орналасқан калибрлер жүйесі пішінді калибрлеу деп аталады. Әр түрлі
пішіндер үшін калибрлер өлшемдерін анықтау илемдік біліктерді калибрлеудің
негізгі міндеті болып табылады.
Сорттық пішіндерді илемдеу үшін біліктерді калибрлеуге металды
әрекеттер бойынша қысу режимін есептеу, калибрлердің мөлшерлерін және
олардың пішім біліктерде орналасуын анықтау арқылы пішінді конструкциялау
жатады. Нәтижесінде калибрлердің тізбекті қатарын алады, ол илемделетін
металдың көлденең қимасының кішіреюіне және берілген өлшемді және пішінде
металл жолағын алып барынша тартылуға әкелуі, сондай-ақ орнақтың жоғары
өнімділігін және илемдеу процесін автоматтандыру мүмкіндігін қамтамасыз ету
тиіс.
Илемделетін металл калибр арқылы өткенде калибрлеудің негізгі
ережелерін орындау кезінде ғана оның пішіні қабылдайтын болады, әйтпесе ол
не бүкіл калибрді толтырмайды, онда пішін өлшемдері талап етілетін
өлшемдерге сәйкес келмейтін болады, не, керісінше, калибрді асыра
толтырады, онда пішіннің шеттерінде металл бүршіктері шарасыз пайда болады.
Сонымен қоса, калибрлеу шарттары сақталмағанда илемделетін металда
жарықшақтардың немесе басқа ақаулардың түзілуін тудыратын елеулі кернеулер
пайда болуы мүмкін.
Илемдеу кезінде қолданылатын калибрлердің барлық түрлерін келесі
негізгі төрт типке белуге болады: 1) илемделетін металл қимасының алаңын
кішірейтуге арналған қысу немесе тарту калибрлері; 2) қаралтым немесе
дайындаушы калибрлер, оларда дайындама қимасы ауданының әрі қарай
кішіреюімен қатар оның өлшемдері мен пішінін соңғы қимаға біртіндеп
жақындатып пішінді дөрекі өңдеу жүзеге асырылады; 3) тазалық калибрлердің
алдында болатын, өңдеу алдындағы немесе тазарту алдындағы калибрлер; 4)
бейінге түпкілікті түр беретін таза калибрлер. Соңғылардың пішіні және
өлшемдері соңғы өнімнің пішінімен және өлшемдерімен толығымен дерлік сәйкес
келеді.
Калибрлерді ашық және жабық деп бөледі. Сол және бір пішінді алу үшін
ашық та, жабық та калибрлерді қолдануға болады (6.6-сурет). Пішім
біліктерді ажырату сызықтары калибр шектерінен тыс болғанда, ол жабық деп
аталады (6.6-сурет, а), қарама-қарсы жағдайда калибр ашық деп аталады (6.6-
сурет, б). Қысқыш калибрлері пішіні бойынша тік бұрышты, жебелі, ромбтық,
сопақ және квадрат.
Пішім білік денесіндегі жылғалар арасындағы аралықтар бурттар деп
аталады. Жылғалардың пішім біліктерге кіре кесу тереңдігін олардың бурттары
арасында қандай да бір саңылау қалатындай есеппен жасайды. Тығыз жанасатын
пішім біліктерде илемдеуге дейін олардың қыздырудан кеңеюі бурттардың
тозуын, сондай-ақ пішім біліктер мойынтіректерінде шамадан тыс қысымды және
пішім біліктер арасындағы және мойынтіректердегі үйкелісті жеңуге
энергияның артық жұмсалуын тудыратын еді.
а - жабық калибрлер; б - ашық калибрлер
6.6-сурет - Сол және бір пішінді алу үшін калибрлерді қолдану
Екінші жағынан, илемделетін металдың пішім біліктерге қысым салдарынан
жұмыстық клеттің барлық етіктері серпімді деформацияланады және біліктер
арасындағы саңылау ұлғаяды. Осы деформациялардың жалпы шамасы беру немесе
пішім біліктер ойыны деп аталады. Орнақтың типіне байланысты пішім
біліктер ойыны 1-ден 10 мм-ге дейін ауытқиды.
6.2.2 Илемдік жабдықтар
Онда металды илемдеу жүргізілетін жабдықтар илемдік орнақ деп аталады
(6.7-сурет). Илемдік орнақ - бұл пішім біліктерде металды илемді
деформациялауға (дұрысын айтқанда илемдеуге), оны әрі қарай өңдеуге
(жиектерді түзетуге, кесуге, өлшемдік бұйымдарға кесуге және т.б.) және
тасымалдауға арналған, тізбекті орналасқан машиналар мен агрегаттардың
технологиялық кешені.
Илемдік орнақтың негізгі бөлігі бір немесе бірнеше жұмыс клеттері
болып табылады. Электр қозғалтқыштан 9 айналмалы қозғалыс жалғастырғыш және
төмендетуші редуктор 8 арқылы тістегерішті (үлестіруші) клетьке 7 және әрі
қарай айналдырықтар 6 арқылы жұмыстық клетьтің 4 пішім біліктеріне 5
беріледі. Жұмыстық клеть өз арасында болат маңдайшамен 3 қосылған, екі
симметриялық тұғырдан тұрады. Барлық қондырғы ортақ іргетасқа жинақталады.
Орнақтың жұмыстық клетінде екіден алтыға дейін, ал кейде одан да көп білік
орналасады.
Қаңылтыр илемдік орнақтардағы илемдік пішім біліктің (6.7- сурет)
жұмыстық бөлігі - тегіс кеспек 1 (6.7, а), ал сорттық илемдік орнақтарда -
жылғылары бар кеспек 1 (6.7, б) болып табылады. Кеспектердің бүйірлік
бөліктерінің клетьтің тұғырларында орналасқан мойынтіректерге тірелетін
мойынақтары 2 бар. Мойынақтар айқастырмалар пішініндегі трефаларға 3
ауысады. Трефалар пішім біліктерді оларды айналымға келтіретін
айналдырықпен қосу үшін қызмет атқарады. Сонымен бірге трефалар пішім
біліктердің олардың арасындағы ара қашықтықты реттеу үшін тік бағытта орын
ауыстыруына мүмкіндік береді.
Клетьтегі пішім біліктердің саны бойынша илемдік орнақтар бірнеше
түрге бөлінеді: екі пішім білікті (дуо), үш пішім білікті (трио), төрт
пішім білікті (кварто) және көп пішім білікті. Екі пішім білікті орнақтар
пішім біліктердің тұрақты бағыты бар кері қимылды емес және оларда пішім
біліктердің айналу бағыты дайындаманы әрбір өткізген соң, яғни дайындаманы
екі жаққа илемдеген соң өзгеретін кері қимылды деп бөлінеді.
а - тегіс білік бүйірі; б - жылғалары бар білік бүйірі; с - илемдік
орнақ
1 - пішім біліктер; 2 - жұмыстық клеть; 3 - маңдайша; 4 - жұмыстық
клеть;
5 - пішім біліктері; б - айналдырықтар; 7 - тістегерішті (үлестіруші)
клеть;
8 - редуктор; 9 - электр қозғалтқыш
6.7-сурет - Илемдік пішім біліктер түрлері және илемдік орнақ
құрылғысының сұлбалары
Үш пішім білікті орнақтарда (трио) дайындаманы илемдеу бір бағытта -
төменгі және ортаңғы пішім біліктер арасында, ал кері бағытта ортаңғы және
жоғарғы пішім біліктер арасында жүргізіледі. Сонымен, пішім біліктердің
айналу бағытын өзгертуге тура келмейді. Қимылды емес орнақтардың негізгі
кемшілігін болдырмайды.
Дайындаманы пішім біліктердің жоғарғы жұбына беру үшін трио орнақтары
екі жақтан көтергіш-тербелмелі үстелдерімен жабдықталған.
Кварто орнақтарының бірінің үстіне бірі орналасқан төрт пішім білігі
бар: кіші диаметрлі екі ортаңғы пішім білік - жұмыстық (жетектік) және
шеткі пішім білік тіректік болып табылады. Тіректік пішім біліктердің
тағайындалуы - илемдеу кезінде жұмыстық пішім біліктердің қысымын қабылдау
және сонымен бірге олардың иілуіне кедергі келтіру. Кварто орнақтарын жұқа
және қалың қаңылтырлар мен жолақтарды илемдеу үшін қолданады.
Көп пішім білікті орнақтар, барлық жұмыстық клетьтің одан үлкен
кинематикалық қаттылығы салдарынан суық илемдеу үшін өте жұқа жолақтар мен
қалыңдығы бойынша шағын шақтамасы бар таспаларды қолданады. Сорттық
материал мен қаңылтырларды өндіргенде үздіксіз орнақтарда илемдеу
жылдамдығы - 7... 15 мс, сымды - 25...50 мс, ал қаңылтырды суық
илемдегенде 35 мс дейін жетеді. Басқа орнақтарда илемдеу жылдамдығы 7 мс
аспайды.
Өңделетін металдың күйі бойынша орнақтарды ыстық және суық илемдеу
орнақтарына бөлуге болады. Шығарылатын өнімнің сипаты бойынша орнақтар:
қысқыштық - блюминг және слябинг; дайындамалық - блюмдерді квадрат қималы
сорттық дайындамаға илемдеу үшін; ірі, орташа және ұсақ сорттық; әр түрлі
сорттық илемге арналған орнақтар - рельс-арқалықты, қаңылтырлық, сымдық;
құбыр илемдік және арнайы тағайындалған орнақтар.
Илемдік орнақтарды жұмыстық клетьтердің орналасуы бойынша болу
орнақтың тағайындалуымен, дайындаманың белгілі пішінін илемдеу кезінде
металды өткізу санымен және берілген өнімділікпен анықталады. Жұмыстық
клетьтердің орналасуына байланысты илемдік орнақтар келесі топтарға
бөлінеді: бір клетьтік, желілік, тізбекті, жартылай үздіксіз және үздіксіз.
6.3 Баспалау. Баспалау процесінің мәні
Баспалау - металдарды қысыммен өңдеу тәсілі, ол кезде металды
тұйықталған қуыстан (контейнерден) құралдағы матрица деп аталатын саңылау
арқылы таңбалайды, нәтижесінде пішіні бойынша матрица саңылауына сәйкес
келетін қимасы (пішіні) бар ұзын өлшемді бұйымды алады. Баспалау өте
күрделі пішінді бұйымдар алуға мүмкіндік береді, оларды илемді
деформацияның басқа тәсілдерімен жасау мүмкін емес. Баспалаумен диаметрі
5...200 мм шыбықтарды және қабырғаларының қалыңдығы 1,5...8,0 мм болғанда
диаметрі 800 мм дейінгі құбырларды алуға болады.
Баспалау кезінде МҚӨ басқа процестерімен салыстырғанда өңделетін
металдың кернеулі күйінің аса қолайлы сұлбасы орын алады. Бұл сұлба аз
илемді және тіпті морт металдарды олардың бұзылу қаупінсіз өңдеуге
мүмкіндік береді.
Баспалау кезінде металл жан-жақтан біркелкі емес қысылуға ұшыратылады,
оның арқасында илемділігі жоғары болады. Бұл жағдайларда металды баспалау
үшін шамасы бойынша үлкен күштер талап етіледі. Процесс қысыммен ыстық
өңдеу температуралары болғанда жүреді. Баспалауды көбінесе түсті металдар
мен қорытпаларды өңдеу үшін қолданады, өйткені баспалаудың талап етілетін
күштері және өңдеу температуралары аса төмен және болатты өңдеу үшін сирек
болады. Болат бұйымдарды дайындамамен баспалау үшін илем қажет болады.
Түсті металдар мен қорытпалардан (мыстан және оның қорытпаларынан,
мырыш және титан қорытпаларынан және т.б.), сондай-ақ болаттан баспаланған
бұйымдар негізінде бұйымдарды сымдаумен, суық илемдеумен және басқа өңдеу
тәсілдерімен алу үшін дайындамалар болып табылады. Алюминийден, магний мен
оның қорытпаларынан баспаланған пішіндер дайын бұйымдар болып табылады.
Баспалау кемшіліктеріне елеулі қалдықтарды жатқызу керек, өйткені
дайындаманың барлық металы жабық қуыстан матрицадағы саңылау арқылы
таңбалана алмайды. Қуыста баспақ-қалдық қалады, ол баспалау аяқталған соң
алынған пішіннен кесіледі. Баспалау кезінде дайын өнімнің шығуы 70...80 %
құрайды.
6.3.1 Баспалау сұлбалары мен технологиясы
Баспалаудың екі әдісі бар - тура және кері. Тура баспалау кезінде (6.8-
сурет, а) дайындаманы 3 баспаның рамасына 5 бекітілген контейнерге 4
орналастырады, оның саңылауына ұяқалыпты б орнатады. Баспақ-шайбамен 2
бірге пуансонға 1 қысым түсіргенде дайындама металы матрицадағы саңылау
арқылы таңбаланады. Тура баспалау кезінде баспаланатын металл ағысының
бағыты пуансонның қозғалу бағытымен сәйкес келеді.
Кері баспалау кезінде (6.8-сурет, в) дайындама 3 баспақ рамасына 5
және баспақ-шайбаға 2 тірелетін жабық контейнерге 4 орналастырылады. Әрі
қарай контейнерге дайындамаға қысым түсіретін матрицасы 6 бар қуыс пуансон
1 кіреді, нәтижесінде металл пуансонның кері қозғалу бағытында матрицадағы
саңылау арқылы таңбаланады, сонымен бірге берілген бұйым (шыбық)
қалыптасады.
Тура баспалау кезінде дайындама металының контейнер қабырғасына
үйкелуі деформациялауға кедергіні ұлғайтады және барлық металдың
деформациялану дәрежесін жоғарылатады. Баспаланған шыбықтың сыртқы
қабаттарының металы ішкі қабаттар металына қарағанда көп дәрежеде
деформацияланған болады. Деформацияның осы бірқалыпты еместігі аз илемді
қорытпалар материалында жарықшақтардың түзілуіне әкеледі.
1 - пуансон; 2 - баспақ-шайба; 3 - дайындама; 4 - контейнер;
5 - баспақ рамасы; 6 - ұяқалып; 7 - ине
6.8-сурет - Тұтас (а, в) және қуыс (б, г) дайындамаларды тура (а, б)
және кері (в, г) баспалау сұлбалары
Kepi баспалау кезінде, дайындама металының негізгі бөлігі контейнер
қабырғаларына қатысты қозғалыссыз болғанда, деформация ошағы дайындама
тереңдігіне алысқа таралмайды және материал аз дәрежеде деформацияланады.
Бұл жағдайда баспаланған шыбықта деформация біркелкілеу болады. Kepi
баспалау үшін түзу баспалау- мен салыстырғанда аз күштерді түсіру талап
етіледі. Сонымен қоса, кері баспалау кезінде металл қалдықтарының аз
мөлшері алынады (баспақ-қалдық). Алайда жеке жағдайларда деформацияның
төмен дәрежесі баспаланған металдың алғашқы дайындама құрылымының ізін,
мысалы, құйма құрылымды сақтауына келтіреді. Бұл жағдайларда дайындамаларды
қалыптаудың алдында соғуға ұшыратады, бұл тура баспалаумен алынған
дайындамалар үшін талап етілмейді. Ұзын өлшемді дайындамаларды алу процесін
техникалық орындау да тура баспалау кезінде оңайырақ болады.
Баспақ-қалдық түзілуінің негізгі себептері оның контейнермен жанасуы
есебінен баспалау кезінде дайындама бетінің жедел салқындауы және оның
контейнер қабырғасына үйкелуі процесінде металдың беттік қабаттарының
қақталуы болып табылады.
Тура баспалаумен салыстырғанда кері баспалау әдісі аса үнемді, өйткені
ол кезде металл қалдықтары 5...6 %-ға азаяды және металдың контейнер
қабырғаларына үйкелуінің жоқтығынан металды баспалау күштері шамамен 25 %-
ға төмендейді. Алайда қондырғы конструкциясының күрделілігінен баспалау
үшін бұл әдіс шектелген түрде қолданылады.
Құбырлар мен қуыс пішіндерді (6.8-сурет, б, г) жасау үшін алғашқы
дайындамада алдын ала өтпелі саңылау алу қажет. Ол үшін контейнерге 4
орналасқан дайындама 3 алдымен матрица саңылауынан қандай да бір ара
кашықтыққа шығатын инемен 7 тігіледі. Сонымен бірге матрицаның 6 және
иненің 7 тесігі арасында сақиналық саңылау түзіледі. Баспалау процесінде
дайындама 3 металы матрица мен ине арасындағы саңылауға пуансонмен 1
ұңғыланады.
Баспалау кезінде металды кермелеу коэффициенті ( контейнер қимасы
ауданының Ғк матрица тесігі қимасының ауданына Ғм қатынасына тең:
( ( Ғк ( Ғм
Әдетте кермелеу коэффициенті 8...50, ал кейде одан да артық шамада
болады.
Баспалау кезінде металдың қысылу дәрежесі ( контейнердің көлденең
қимасының және матрица тесігі аудандары айырымының контейнердің көлденең
қимасының ауданына ара қатысымен анықталады:
( ( ((Ғк ( Ғм ( ( Ғк (·100(
Қысылу дәрежесі 90 %-ға жетуі мүмкін.
Металды баспалау процесі сондай-ақ баспалау жылдамдығымен және
металдың ағызулығы жылдамдығымен сипатталады.
Металды баспалаудың технологиялық процесіне келесі сатылар кіреді:
кесекті немесе дайындаманы баспалауға дайындау (сыртқы ақауларды жою,
дайындаманы өлшемдік ұзыңдықтарға кесу және т.б.); кесекті немесе
дайындаманы берілген температураға дейін қыздыру; қыздырылған металды
контейнерге беру; металды контейнерден матрицадағы тесік арқылы таңбалау;
алынған бұйымды өңдеу - шыбықты өлшемдік ұзындықтарға кесу, дұрыс
машиналарда түзету, сондай-ақ ақаусыздандыру және ақауларды жою.
Баспалау жоғары өнімділікпен ерекшеленетін, 10 Мн дейінгі күшпен
арнайы конструкциялы көлденең және сирек жағдайда, тік гидравликалық
баспақтарда жүргізіледі. Қазіргі баспақтар тұрақты баспалау жылдамдығын
қамтамасыз ететін арнайы автоматтық құрылғымен жабдықталған, Бұл әр түрлі
қорытпалардан бұйымдарды алу кезінде өте маңызды болады. Бұл жағдайда
бұйымның ұзындығы бойынша механикалық қасиеттердің тұрақтылығы қамтамасыз
етіледі және процестің өнімділігі артады.
Баспалауға арналған негізгі аспаптарға: матрица, баспақ-шайба,
пуансон, контейнер, сондай-ақ ине және ине ұстағыш (құбырларды
баспалағанда) жатады. Жоғары температуралар (800... 1200 °С) және елеулі
жүктемелер жағдайларында жұмыс істегенде аспапқа ыстыққа төзімділігі
бойынша жоғары талаптар қойылады.
Баспалау кезінде аспап ауыр жағдайларда - жоғары қысымдар мен
температураларда жұмыс істейді. Оның тозуын азайту және матрица мен
деформацияланатын металдың жанасуы бетіндегі үйкелу коэффициентін
төмендету, металдың матрицадан аса біркелкі ағызылуына қол жеткізу үшін
машина майы мен графиттен жасалған қоспаны, молибден дисульфидін, сұйық
шыныны және басқа майлау материалдарын қолданады.
6.4 Сымдау. Сымдау процесінің мәні
Сымдау - МҚӨ процесі, ол кезде дайындаманың илемді деформациясы суық
күйінде арнайы аспап - сымдауыштағы тесік арқылы созылу есебінен жүзеге
асырылады, оның тесігінің өлшемдері алғашқы дайындама өлшемдерінен кіші
болады. Сымдау нәтижесінде барлық ұзындығы бойында тұрақты қимасы, дәл
өлшемдері, берілген геометриялық пішіні, таза және тегіс беті бар бұйымдар
алынады. Сымдау кезінде дайындаманың көлденең қимасы азаяды, ал оның
ұзындығы сәйкесінше ұлғаяды. Негізінде сымдау үшін ыстық аунақталған
сорттық илем алғашқы материал болып табылады.
Сымдау кезінде кернеулі күй сұлбасы (6.9-сурет, б) қолданылады, ол
кезде күштердің әсер ету бағыттарының бірінде созылу күйіне қысылудың
кернеулі күйін өзгерту есебінен баспалаумен салыстырғанда өңделетін
материалдың илемділігін төмендетеді.
Сымдау арқылы сымды жасайды және болаттан, түсті металдар мен
қорытпалардан жасалған әр түрлі пішінді және өлшемді қималары бар
шыбықтарды, құбырларды және фасондық пішіндерді өңдейді. Сымдау - бұл
диаметрі бірнеше миллиметрден бірнеше ондаған миллиметр үлестеріне дейінгі
сымдар мен құбырларды жасаудың жалғыз әдісі.
Тұтас дайындаманы 2 сымдау кезінде (6.9-сурет, а) оны сымдауыштағы
(фильердегі) біртіндеп тарылатын 1 тесік арқылы созады. Ол үшін
сымдауыштағы тесік арқылы өткізілген шыбықтың үшкірленген үшына Р күшін
түсіреді. Шыбық деформацияға - қысылу мен кермелеуге ұшыратылады, осының
салдарынан ол сымдауыш тесігінің пішіні мен өлшемдерін қабылдайды, ал
шыбықтың соңғы қимасы Sк алғашқы қимасынан S0 кем болады.
Сымдау кезінде металл деформациясының дәрежесі кермелеу ( және қысу (
коэффициенттерінің шамасымен сипатталады.
( = l1l0=Ғ0Ғ1;
(=[(F0-Fl)F0]-100%,
мұнда l0 және l1, Ғ0 және Ғ1 сәйкесінше алғашқы дайындаманың және
алынған бұйымның ұзындықтары мен көдденең қималарының шамалары. Сымдау
кезінде металды кермелеу коэффициенті - 1,25...1,30, ал қысылу коэффициенті
30. ..35 % дейін құрайды.
Дайындаманы көбірек қысу үшін сымдауды бірнеше рет өткізіп орындайды.
Сонымен бірге өңделетін материалдың илемділігі мен беріктігіне байланысты
болатын бір өткенде металл қысылуының шекті мүмкін дәрежелерін қолдану
есебінен өту санын қысқартуға қол жеткізуге болады. Шекті мүмкін қысу
дәрежелерінің ұлғаюы металдың сымдауыш пен тартушы құрылғы арасында
үзілуіне әкелуі мүмкін.
Құбырларды 4 сымдаумен (6.9-сурет, б) - олардың сыртқы диаметрін
азайтуға, ал құрал білікті 3 қолдану арқылы құбырлардың сыртқы диаметрін
де, олардың қабырғасының қалыңдығын да азайтуға болады. Шыбықтарды тарта
жону кезінде сымдауыш көзілдірігінің (жұмыс кеңістігінің) пішініне, сондай-
ақ құбырларды тарта жону кезінде құрал біліктің және сымдауыш
көзілдірігінің пішініне байланысты дайындамалардың әр түрлі қарапайым және
фасондық пішіндерді және фасондық сымды алуға болады (6.9-сурет, в).
1 - сымдауыш; 2 - дайындама; 3 - құрал білік; 4 - құбыр; Р - созу күші
6.9-сурет - Тұтас дайындаманы (а) және құбырды (б) сымдау сұлбалары
Сондай-ақ сымдауды калибрлеу үшін, яғни ыстықтай аунақталған металға
(сорттық және құбырларға) дәл өлшемді және таза бетті беру үшін қолданады.
Сымдау кезінде металдың деформациялануы процесінде дайындаманы қыздыратын
жылу бөлінеді, ол үшін оны салқындатады. Дайындама металы босандату
көмегімен алынатын қақталманың түзілуі есебінен беріктендіріледі.
Сымдау кезінде дайындама мен аспап арасында үйкеліс пайда болады, Бұл
тарту күшінің, сәйкесінше жабдық қуатының ұлғаюына әкеледі. Деформация
аймағына май жағып немесе ультрадыбыстық тербелістер беріп, фильерлердің
жұмыстық бетінің оңтайлы кедір- бұдырлығын таңдап, үйкеліс күшін азайтуға
болады.
6.5 Coғу процесі. Еркін соғу және оның негізгі операциялары
Соғу - металдарды қысыммен өңдеу тәсілдерінің бірі, ол кезде аспап
қыздырылған дайындамаға көп мәрте әсер етеді, нәтижесінде ол
деформацияланып, берілген пішін мен өлшемдерді біртіндеп иеленеді.
Соғу арқылы барлық маркалы және түрлі деформацияланатын конструкциялық
металдар мен массасы 250 т дейінгі қорытпаларды алуға болады.
Еркін соғу кезінде илемді деформациялау қыздырылған дайындаманың жеке
учаскелерінде жүзеге асырылады. Металл аспап беттерімен шектелмейтін
бағыттарда еркін ағады. Балғаны немесе баспақты қолдану арқылы жүзеге
асырылатын еркін соғуды машиналық еркін соғу деп атайды. Құйма металды соғу
оның дендриттік құрылымын талшықтыға түрлендіреді, ал аунақталған металды
соғу ондағы бар талшықты құрылымды жақсартады. Осының арқасында соғу
металдың механикалық қасиеттерін қамтамасыз етеді.
Қолмен еркін соғуды тек ұсақ соғылмаларды жөңдеу шеберханаларында және
цехтарда даналап жасау үшін ғана қолданады. Ірі (массасы 350 кг-нан жоғары)
және орташа соғылмалардың шағын партияларын тек еркін машиналық соғу
әдісімен ғана жасайды. Машиналық соғу кезінде дайындамаларды балғаға немесе
баспаққа қысқаштардың көмегімен, қолмен немесе арнайы машиналармен
(манипуляторлармен, крандармен және т.с.с.) береді.
Еркін соғу үшін бастапқы материал - кесектер, блюмдер және әр түрлі
өлшемді сорттық илем. Дайындама массасын Qдайын соғылманың өлшемдері мен
пішін үйлесімінен анықтайды:
Qдайын ( Qc ( Qқалд ( Qазаю.
мұнда Qc - соғылма массасы; Qқалд - қалдықтар массасы; Qазаю - металл
азаюының (от қабыршықтың) массасы.
Қалдықтар массасы - кенеріктің (металл бүршігінің) немесе дайындаманың
соғу кезінде одан қарпығыш ұсталынып тұрған бөлігінің массасы (еркін соғу
кезінде 5...8 %-ға жетеді). Металдың азаюын жалынды пештерде қыздырғанда
кесек немесе дайындама массасынан 2...3 % мөлшерінде әрбір кейінгі қыздыру
кезінде 1,5... 2,0 % мөлшерінде қабылдайды.
Соғылма сызбасынан алғанда дайындаманың пішінін, өлшемдері мен
массасын анықтайды. Соғылма сызбасында механикалық өңдеуге әдіптер және
кенермелер (соғылманың пішін үйлесімін ықшамдау үшін) есепке алынуы тиіс.
Сызбада сондай-ақ дайын соғылма өлшемдерінің мүмкін ауытқуларын қояды.
Сонан соң олармен дайындаманың барлық қимасы бойында металды жақсы соғуды
қамтамасыз ететін операцияларды орындауға болатын жабдықты (балғаны немесе
баспақты) және аспапты тандайды. Сонымен қоса, технологиямен дайындаманы
қыздыру режимін қыздыру құрылғыларының типі мен өлшемін анықтау көзделеді.
Соғуды шөктеу коэффициентімен (дайындама және соғылма қималары
аудандарының қатынасымен) бағалайды. Болат кесектер үшін шөктеудің жалпы
коэффициенті - 3...5 кем емес, ал илемделген дайындамалар үшін 1,1... 1,5
болуы тиіс. Еркін соғудың негізгі операциялары - тұну, шөгу, тарта жону,
ендеу, шабу, қобылау, кеңей жаю, құрал білікте тарта жону және металды
беру.
6.10-суретте отырғызу операциясының сұлбасы келтірілген.
Отырғызу кезінде деформация көрсеткіштері болып санадады:
деформацияның салыстырмалы деңгейі (h (
абсолют -(H ( H0 ( H1 және биіктігі бойынша шөкпе коэффициентінің
шамасы
6.10-сурет-Отырғызу операциясының сұлбасы
Соғу және штамптаумен металл бұйымдар - шыңдалған болат алады, сонан
соң олардан машиналарға, аспаптарға, агрегаттарға қажет бөлшектер жасайды.
Кейбір жағдайларда, штамповкамен тікелей дайын бөлшектер алынады. Шыңдалған
темір бөлшектерден әдібімен-поковканың металынан кезекті механикалық
өңдегенде алынатын белгілі қабатымен өзгешеленеді.
Соғу мен штамптау өнеркәсіп салаларының барлығында ол әсіресе машина
жасауда қолданылады. Штамптау процестері сондай- ақ металл емес бұйымдар
өндірісінде мәнді роль атқарады.
Соғылған және штампталған бұйымдар механикалық қасиеттері құйылған
бұйымдардын немесе шыбықтардан, тілім темірлерден және басқалардан кесіп
алынғанның механикалық қасиетінен жоғары. Бұл қысыммен өңдегенде металл
талшықтары бұйым пішініне сәйкес (6.11-сурет) қайта орналасуына байланысты
түсіндіріледі. Талшықтары осылай орналасқан бөлшектер қиылған талшықтары
болатын бөлшектерден берігірек.
а-кесіп өңдеуден кейінгі; б-соғудан (штамптаудан) кейінгі
6.11-сурет - ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz