Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Калибровка тонкостенных профилей

Калибровка тонкостенных профилей

06.07.2017


Несмотря на значительные усовершенствования процесса прессования, минимальное поле допуска, которое может быть достигнуто при прессовании тонкостенных профилей из титановых сплавов, составляет 0,5 мм. Это поле и установлено в качестве суммарного допуска при толщине полок от 1,5 до 5 мм. Таким образом, относительное отклонение толщин полок профилей тем больше, чем тоньше полка прессуемого профиля.
Для повышения точности геометрии профилей и улучшения качества их поверхности проводят калибровку.
Калибровку профилей осуществляют тремя основными способами — волочением, обработкой на прессах с пульсирующим приложением нагрузки (ППН) и прокаткой.
Калибровка волочением

Волочение производят на цепных станах с плавной регулировкой скорости от 2—3 до 12—15 м/мин. Минимальная скорость волочения соответствует началу процесса.
Для волочения используют разъемные волоки, состоящие из двух — четырех частей. Волоки изготавливают с вкладышами из металлокерамических твердых сплавов. Лучшие результаты показал сплав ВК15. Нормаль вкладыша показана на рис. 97. Твердосплавные вкладыши крепятся в разъемном корпусе волоки, изготовленном из сталей У10, У12 пайкой латунными припоями.

Волочение профилей производят без их предварительного острения с использованием специального самозатягивающего устройства, схема которого показана на рис. 98.
Перед волочением прессованные профили подвергают травлению для очистки от следов технологической смазки и частичного удаления окисленного слоя.

Волочение профилей из титановых сплавов производят как с предварительным нагревом, так и вхолодную. При волочении с предварительным нагревом обжатия за переход и величина суммарного обжатия значительно выше, однако после волочения вхолодную существенно лучше качество поверхности. Поэтому обычно основные переходы осуществляют с нагревом и только последний переход с очень незначительными обжатиями производят вхолодную.
Рациональные температурные режимы нагрева профилей из титановых сплавов перед волочением приведены ниже:

Для теплого волочения наилучшие результаты получены при использовании смазок следующего состава, % (по массе):


Профили смазывают перед их нагревом. Смазку на поверхность профилей наносят слоем 0,1—0,3 мм. Для улучшения покрывной способности смазки ее предварительно подогревают в ванне с горячей водой до температуры 60—80° С.
Иногда для улучшения адгезии смазки к поверхности профилей последние предварительно окисляют путем нагрева на электроконтактной установке до температуры 650—700° С в течение 0,5—1,5 мин.
При холодном волочении профилей в качестве смазки используют графитоколлоидный препарат ЭЛПВ (ТУМХП 1447—59), после нанесения которого на профили, последние просушивают при цеховой температуре в течение 1—2 ч.
Прессованный профиль часто имеет значительные отклонения размеров от заданных по толщине полок до ±0,3—0,4 мм, по ширине полок до ±1,5—2 мм. При волочении такого профиля элементы его сечения получают неравномерную деформацию: одни полки обжимаются интенсивно, другие слабо или вообще не обжимаются и деформируются под действием дополнительных растягивающих напряжений. Это может привести к потере пластической устойчивости профиля — образованию гофров на обжимаемых полках и разрывов на необжимаемых.
Поэтому переходы волочения профилей рассчитывают из условия обеспечения минимальной неравномерности деформации элементов их сечения.
Величина неравномерности деформации при волочении профилей может быть охарактеризована показателем A=F0/Fпp, где F0 — площадь поперечного сечения обжимаемых элементов профиля, Fпр — полная площадь сечения профиля. Чем показатель А меньше, тем неравномерность деформации выше и соответственно меньше вытяжка за переход.
Максимальная вытяжка за переход при теплом волочении профилей из титановых сплавов составляет 1,22—1,25, а при холодном волочении 1,10—1,12.
Вытяжка за ряд переходов, необходимая для получения профиля, должна быть тем больше, чем шире поле допусков на размеры сечения заготовки и чем уже поле допусков на размеры сечения готового профиля. На рис. 99 приведена зависимость суммарной вытяжки от поля допусков на толщину поток заготовки при поле допуска на толщину полок профиля, равном 0,3 мм, подтверждающая вышесказанное.
При калибровке профилей волочением не только повышается точность их геометрии, но и существенно улучшается качество поверхности. Это наглядно показано на рис. 100. Шероховатость поверхности профилей после калибровки волочением стабильно соответствует 5 классу.
Калибровка тонкостенных профилей

Калибровка на прессах с пульсирующим нагружением

Процесс осуществляется на прессе пульсирующего нагружения ППН-315, разработанном институтом ЭНИКмаш.
Принцип действия пресса заключается в следующем: при подаче рабочей жидкости под плунжер 1 (рис. 101) он поднимается, перемещая вверх нижний подвижный штамп 2, происходит калибровка участка профиля, находящегося между подвижным штампом 2 и неподвижным штампом 5. Затем подача рабочей жидкости прекращается, подвижный штамп опускается, в штампы подается следующий участок профиля и цикл повторяется
Профили через штамповый блок перемещают при помощи специального тянущего устройства с регулируемой скоростью.
Калибровку профилей осуществляют как с предварительным нагревом, так и вхолодную. Для калибровки с нагревом перед прессом установлена муфельная печь сопротивления, обеспечивающая максимальную температуру нагрева до 900° С.

Штампы для горячей калибровки изготавливают из стали 3Х2В8 и термообрабатывают на твердость HRC 46—50, для холодной калибровки — из стали Х12Ф1 и термообрабатывают на твердость HRC 56-60.
При калибровке с нагревом наилучшие результаты показала смазка ЭЛПВ+(5—10)% графита, при калибровке вхолодную — паста ЭЛПВ.
Оптимальные температуры горячей калибровки для сплавов ОТ4, ОТ4-1 550—700° С, для сплава ВТ20 600—700° С. При этом инструмент должен быть подогрет до температуры не ниже 250—300° С.
Величины предельных деформаций за переход приведены ниже:

Указанные величины примерно в 2,5—3 раза превышают достигаемые при калибровке волочением. Это позволяет значительно увеличить толщину полок прессованной заготовки и существенно уменьшить как абсолютную, так и относительную разнотолщинность калиброванных профилей. При калибровке на прессах ППН при толщине полки профиля 1,5—2,5 мм может быть стабильно обеспечен допуск ±0,10 мм.
Кроме того, вследствие использования высоких частных деформаций при калибровке на прессах ППН удается значительно улучшить качество поверхности прессованных профилей и довести шероховатость до уровня, стабильно соответствующего 6 классу.
Калибровка прокаткой

Волочение и калибровка на ППН имеют общий недостаток — ограниченную производительность.
При калибровке прокаткой скорость обработки технологически не ограничена и лимитируется только производительностью нагревательных устройств.
При прокатке отсутствуют отходы металла на захватку, достигающие при волочении или калибровке ППН 3—4 %.
Кроме того, после создания прокатных клетей повышенной жесткости калибровка прокаткой получила дополнительные преимущества, заключающиеся в достижении более высоких обжатий, а также в повышении точности геометрии калиброванных профилей.
Недостатки прокатки — более значительные затраты времени при переходе с калибровки одного типоразмера на другой, большая сложность и трудоемкость изготовления инструмента, а также более высокая стоимость оборудования.
Поэтому калибровку прокаткой наиболее целесообразно использовать при обработке профилей крупными партиями в условиях, когда затраты времени на смену инструмента и его наладку существенно меньше основного оперативного времени.
В настоящее время используют двухвалковые калибровочные станы и многовалковые со сменными кассета ми. Станы первого типа предназначены для калибровки профилей относительно простой конфигурации («угольники», «Z-образные», «полособульбы»); станы второго типа — для калибровки профилей более сложной конфигурации («тавры», «двутавры», «крестообразные» и др.).
Технология подготовки прессованных профилей к калибровке прокаткой и требования, предъявляемые к качеству их поверхности и геометрии, практически аналогичны описанным выше при рассмотрении калибровки на прессе ППН. Основное отличие заключается в припуске на калибровку, определяемом условием захвата, которое выполняется, если обжатие по толщине полки профилей при прокатке в двухвалковом стане не превышает 50% и в стане со сменными кассетами 35%.
Вследствие больших колебаний толщин полок прессованной заготовки прокатка осуществляется в условиях большой неравномерности деформации. При этом возникает значительная поперечная деформация — уширение интенсивно обжимаемых полок и утягивание слабо обжимаемых.
При прокатке так же, как и при калибровке на прессах ППН, используют технологическую смазку на основе коллоидно-графитового препарата ЭЛПВ с обязательным введением в смазку добавок, повышающих ее термическую стабильность.
Температура нагрева заготовок для прокатки приведена ниже:

Скорость прокатки от 45 до 90 м/мин.
Калибровка прокаткой обеспечивает существенное повышение качества тонкостенных профилей. Так, при шероховатости поверхности прессованной заготовки на уровне 3—4 класса после прокатки качество поверхности стабильно отвечает 6 классу. Отклонения толщин полок профилей после прокатки укладываются в диапазон 0,2 мм.