Виды ОМД. Этапы технологических процессов

Способ ОМД заключается в изменении формы и размеров тела (заготовки) путем пластической деформации. Понятие пластической деформации и ее виды рассмотрены в подразделе 2.1.2.

В зависимости от применяемого инструмента и машин, с помощью которых передается усилие деформирования, различают следующие основные традиционные виды ОМД (табл. 2.2).

Т а б л и ц а 2.2

используемый непосредственно для деформации металла. Применяется также вспомогательный для ОМД инструмент: для разделения на части (топоры, пилы, ножницы и др.), для поддержания заготовки во время деформации (проводки, линейки, клещи, манипуляторы) и т. п.

Технологический процесс изготовления изделий ОМД включает обычно следующие этапы:

• нагрев исходной заготовки;

• подготовка заготовки (слиток или НЛЗ) к ОМД (разделение на части, механическая обработка поверхности);

• ОМД 1 (возможно несколько проходов);

• сопутствующие операции (термообработка или нагрев, подогрев, химическая обработка, разделение на части, подготовка концов, транспортировка и др.);

• ОМД 2;

• сопутствующие операции;

• ОМД 3;

• …;

• операции отделки и контроля качества изделий.

Некоторые способы ОМД выполняются без подогрева заготовки (холодная деформация). Примерами таких процессов могут служить холодная прокатка листов и труб, холодное прессование, волочение, холодная штамповка и некоторые другие. Холодная ОМД обычно производится на заключительном этапе и нацелена на получение изделий высокой точности и качества поверхности, поэтому большое внимание уделяется качеству применяемых смазок и обработке рабочих поверхностей инструмента. Условиями выполнения холодной ОМД являются достаточная пластичность металла в холодном состоянии (табл. 2.1) и достаточная мощность и жесткость машин для ОМД. Одной из особенностей процесса ОМД в холодном состоянии является разогрев металла в процессе ОМД, который может достигать 200—300 °С.

При горячей ОМД учитывается тепловое расширение тел. «Горячий» размер изделия D_г определяется по формуле

D_г = (1 +  Т)D_x, (2.40)

где — коэффициент линейного теплового расширения; Т — температура конца прокатки; D_x — размер изделия после охлаждения.

Например, для большинства сталей = 11…13  10^–6 мм/град; для нержавеющих сталей — до 17  10^–6 мм/град; для алюминиевых и магниевых сплавов — 20…28  10^–6 мм/град; для титановых — 8…9  10^–6 мм/град; для медных — 17…20  10^–6 мм/град^[11].

2.4. Виды ОМД. Этапы технологических процессов

Реально линейное расширение составляет около 1 %, что учитывается при разработке режимов деформации и конструировании инструмента.

Технологические процессы ОМД могут выполняться на одном участке цеха, в одном цехе, в нескольких цехах одного завода и даже на нескольких заводах. В последнем случае на завод может поступать полупродукт, выпущенный на другом предприятии и используемый на данном заводе для выпуска готовой продукции. В настоящее время часто предприятия (заводы), выпускающие какой-то продукт, объединены в холдинги или металлургические компании (например, Трубная металлургическая компания).

Рассмотрим классификацию перечисленных в табл. 2.2 машин для ОМД. Классификация приведена без подробностей и комментариев, так как углубленно эти вопросы рассматриваются дисциплиной «Оборудование цехов ОМД».

Самые распространенные машины для ОМД — п р о к а т н ы е с т а н ы. Их классифицируют по следующим признакам:

• по разновидности прокатки (продольная, винтовая, поперечная, планетарная и др.);

• по числу валков в клети: 2-валковые (дуо), 3(трио)-, 4(кварто)-, многовалковые (до 20 в планетарных станах);

• по направлению вращения валков (реверсивные, нереверсивные);  по расположению и количеству рабочих клетей:

— одноклетевые;

— линейные (многоклетевые, состоящие из нескольких линий, имеющих отдельный привод);

— последовательные (многоклетевые с увеличенным расстоянием между клетями, чтоб прокатка велась в одной клети);

— непрерывные (прокатка ведется одновременно в нескольких клетях);

— полунепрерывные, состоящие из двух групп клетей (реверсивных и непрерывных);  по назначению:

— горячей прокатки: обжимные, заготовочные, рельсо-балочные, крупно-, средне- и мелкосортные, толстолистовые, тонколистовые, среднелистовые, штрипсовые, трубные (непрерывные, автоматические, пилигримовые, реечные) и др.;

— холодной прокатки: листовые и трубные (валковые, роликовые и валково-роликовые);

— специального назначения (колесопрокатные, прокатки шаров, полос переменного сечения и др.).

В типоразмере сортовых станов указывается диаметр валка в миллиметрах (например, стан 700), листовых станов — ширина валка (стан 2500), трубных станов — максимальный диаметр прокатываемой трубы (стан холодной прокатки труб ХПТ-55).

Оборудование для к у з н е ч н о - ш т а м п о в о ч н о г о п р о и з в о д с т в а подразделяется на следующие виды:

• прессы (кривошипные, кулачковые, гидравлические, винтовые);  молоты (паровоздушные, гидравлические, пневматические);  ротационные машины (например, радиально-ковочные);  импульсные машины (используется энергия взрыва).

Типоразмер пресса указывает максимальное развиваемое усилие (например, пресс 100000 кН), а типоразмер молота — массу его падающих частей (например, молот 200 кН).

Для прессования используют в основном горизонтальные и вертикальные гидравлические прессы.

В о л о ч и л ь н ы е с т а н ы бывают следующих типов:

• линейные (для получения изделий конечной длины до 12— 15 м);

• бухтовые (для получения проволоки и труб, сворачиваемых в бухту);

• однониточные и многониточные (чаще до 3 ниток одновременно);

• для волочения сплошных и полых профилей (труб) без оправки и с оправкой (короткой, длинной и самоустанавливающейся).

Типоразмер линейного волочильного стана указывает максимальное усилие (например, 300 кН), а бухтового стана — диаметр рабочего барабана для сворачивания готовой продукции (например, 1000 мм).

2.5. Исходная заготовка для ОМД