орін
ЛЕКЦІЯ 10
Прокат і його виробництво
Прокатка - це спосіб обробки пластичним деформуванням - найбільш поширений. Прокатці піддають до 90% всієї виплавленої сталі і велику частину кольорових металів. Спосіб зародився у XVIII столітті і, зазнавши значний розвиток, досяг високого досконалості.
Сутність процесу: заготівля обтискається (стискається), проходячи в зазор між обертовими валками, при цьому, вона зменшується в своєму поперечному перерізі і збільшується в довжину. Форма поперечного перерізу називається профілем.
Процес прокатки забезпечується силами тертя між обертовим інструментом і заготівлею, завдяки яким заготівля переміщається в зазорі між валками, одночасно деформуючись. У момент захоплення металу з боку кожного валка діють на метал дві сили: нормальна сила і дотична сила тертя (рис.10.1).
В
Рис.10.1. Схема сил, що діють при прокатці
Кут - кут захоплення, дуга, по якій валок стикається з прокочуються металом - дуга захоплення, а обсяг металу між дугами захвату - вогнище деформації.
Можливість здійснення прокатки визначається умовою захоплення металу валками або співвідношенням,
де: - втягивающая сила - проекція сили тертя на горизонтальну вісь; - виштовхуюча сила - проекція нормальної реакції валків на горизонтальну вісь.
За цієї умови результуюча сила буде направлена ​​в бік руху металу.
Умова захоплення металу можна висловити:
Висловивши силу тертя через нормальну силу і коефіцієнт тертя:, і, підставивши цей вираз в умову захоплення, отримаємо:
або.
Таким чином, для захоплення металу валками необхідно, щоб коефіцієнт тертя між валками і заготівлею був більше тангенса кута захвату.
Коефіцієнт тертя можна збільшити застосуванням насічки на валках.
При прокатці стали = 20 ... 25 0 , при гарячій прокатці листів і смуг з кольорових металів - = 12 ... 15 0 , при холодної прокатки аркушів - = 2 ... 10 0 . p> Ступінь деформації характеризується показниками:
абсолютне обтиснення: (- початкова та кінцева висоти заготівлі);
відносне обтиснення:
Площа поперечного перерізу заготовки завжди зменшується. Тому для визначення деформації (особливо коли обтиснення по перетину різному) використовують показник, званий витяжкою (коефіцієнтом витяжки).
В
де: - початкові довжина і площа поперечного перерізу, - ті ж величини після прокатки.
Витяжка зазвичай становить 1,1 ... 1,6 за прохід, але може бути і більше.
Способи прокатки
Коли потрібна висока міцність і пластичність, застосовують заготовки з сортового або спеціального прокату. У процесі прокатки литі заготовки піддають багаторазового обтисненню у валках прокатних станів, у внаслідок чого підвищується щільність матеріалу за рахунок заліковування ливарних дефектів, пористості, мікротріщин. Це надає заготівлях з прокату високу міцність і герметичність при невеликій їх товщині.
Існують три основні способи прокатки, що мають певна відмінність за характером виконання деформації: поздовжня, поперечна, поперечно - гвинтова (рис.10.2).
В
рис.10.2. Схеми основних видів прокатки:
а - поздовжня; б - поперечна; в - поперечно - гвинтова
При поздовжній прокатці деформація здійснюється між обертаються в різні сторони валками (рис.10.2 а). Заготівля втягується в зазор між валками за рахунок сил тертя. Цим способом виготовляється близько 90% прокату: весь листовий і профільний прокат.
Поперечна прокатка (рис.10.2. б). Осі прокатних валків і оброблюваного тіла паралельні або перетинаються під невеликим кутом. Обидва валка обертаються в одному напрямку, а заготівля круглого перерізу - в протилежному.
У процесі поперечної прокатки оброблюване тіло утримується в валках за допомогою спеціального пристосування. Обтиснення заготовки по діаметру і надання їй необхідної форми перерізу забезпечується профилировкой валків і зміною відстані між ними. Даним способом виробляють спеціальні періодичні профілі, вироби представляють тіла обертання - кулі, осі, шестерні.
Поперечно - гвинтова прокатка (рис.10.2. в). Валки, обертаються в одну сторону, встановлені під кутом один одному. Прокатуваний метал отримує ще й поступальний рух. У результаті складання цих рухів кожна точка заготовки рухається по гвинтовій лінії. Застосовується для отримання пустотілих трубних заготовок.
В якості інструменту для прокатки застосовують валки прокатні, конструкція яких представлена ​​на рис.10.3. Залежно від прокатуваного профілю валки можуть бути гладкими (рис.10.3. а), застосовуваними для прокатки листів, стрічок і т.п. і каліброваними (струмків) (рис.10.3. б) для отримання сортового прокату.
Струмок - профіль на бічній поверхні валка. Проміжки між струмками називаються буртами. Сукупність двох струмків утв...
