Prensado de círculos y barras de aluminio. Fundamentos de los procesos tecnológicos de prensado Prensado de 5 letras

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Producción

El prensado permite obtener productos a granel de cualquier sección, incluidos los tubos;
El prensado asegura la mejor calidad de la superficie de la pieza de trabajo original;
El prensado proporciona la mayor uniformidad de las propiedades mecánicas del material a lo largo de la longitud; El proceso se automatiza fácilmente y permite la deformación plástica del aluminio y sus aleaciones en modo continuo. El proveedor Evek GmbH ofrece comprar aluminio a un precio asequible en una amplia gama. Brindamos entrega de productos a cualquier punto del continente. El precio es óptimo.

Presionar hacia adelante y hacia atrás

En el primer caso, la dirección del flujo de metal coincide con la dirección de movimiento de la herramienta de deformación, en el segundo, es opuesta a ella. La fuerza de contraprensado es mayor que el prensado directo (independientemente de si se realiza en estado frío o caliente de la aleación), pero la calidad de la superficie del producto terminado también es mayor. Por lo tanto, para la producción de barras de aluminio de mayor y alta precisión, así como productos laminados de longitud corta, se usa prensado inverso, en otros casos se usa prensado directo. El estado de tensión-deformación del metal durante el prensado es una compresión integral no uniforme, en la que el aluminio tiene la mayor ductilidad. Por lo tanto, esta tecnología prácticamente no tiene restricciones en los grados límite de deformación.

deformación en caliente

En la tecnología de prensado en caliente, antes del inicio de la deformación, la pieza de trabajo se calienta en hornos eléctricos continuos especiales. La temperatura de calentamiento depende de la marca de aleación de aluminio. Todas las demás operaciones del proceso son idénticas al prensado en frío.

deformación en frío

Para aleaciones de aluminio altamente dúctiles (por ejemplo, AD0 o A00), la deformación se lleva a cabo en estado frío. El alambrón de aluminio de sección transversal redonda o cuadrada se limpia de impurezas superficiales y películas de óxido, se lubrica abundantemente y se introduce en la matriz de prensado. Allí es recogido por un ariete de presión, que primero lo empuja hacia el recipiente y luego, con un aumento en la fuerza de presión tecnológica, hacia una matriz, cuya sección transversal corresponde a la sección transversal de la varilla final. La dirección del flujo, como se mencionó anteriormente, está determinada por el método de prensado. Como equipo de producción utilizo prensas hidráulicas perforadoras de barras especiales de tipo horizontal.

Editar

Después del final del ciclo de prensado, la barra de aluminio se alimenta a una prensa de enderezado, donde se elimina un defecto como la curvatura del eje de la barra debido a la presencia de tensiones residuales en el metal. Al enderezamiento le sigue el corte a medida y el posterior recorte de la barra.

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Prensado

Prensado- un tipo de tratamiento a presión, en el que el metal se extrae de una cavidad cerrada a través de un orificio en la matriz correspondiente a la sección del perfil extruido.

Este es un método moderno para producir varios perfiles en bruto: barras con un diámetro de 3 ... 250 mm, tuberías con un diámetro de 20 ... 400 mm con un espesor de pared de 1,5 ... 15 mm, perfiles de sólido complejo y secciones huecas con un área de sección transversal de hasta 500 cm 2.

Por primera vez, el método fue fundamentado científicamente por el académico Kurnakov N.S. en 1813 y se utilizó principalmente para producir varillas y tuberías a partir de aleaciones de estaño y plomo. Actualmente, como palanquilla inicial se utilizan lingotes o productos laminados de aceros al carbono y aleados, así como de metales no ferrosos y aleaciones a base de ellos (cobre, aluminio, magnesio, titanio, zinc, níquel, circonio, uranio, torio). .

El proceso tecnológico de prensado incluye las siguientes operaciones:

preparación de la pieza de trabajo para prensar (corte, torneado preliminar en la máquina, ya que la calidad de la superficie de la pieza de trabajo afecta la calidad y precisión del perfil);

calentamiento de la pieza de trabajo con posterior limpieza de incrustaciones;

· colocar la pieza de trabajo en el contenedor;

Proceso de prensado directo

Acabado del producto (separación del residuo de prensa, corte).

El prensado se realiza en prensas hidráulicas de émbolo vertical u horizontal, con capacidad de hasta 10.000 toneladas.

Hay dos métodos de prensado: derecho y espalda(Figura 11.6.)

Con el prensado directo, el movimiento del punzón de la prensa y la salida del metal a través del orificio de la matriz ocurren en la misma dirección. Con el prensado directo, se requiere mucha más fuerza, ya que parte de ella se gasta en vencer la fricción al mover el metal de la pieza de trabajo dentro del recipiente. El residuo de prensa es 18...20% de la masa de la pieza de trabajo (en algunos casos - 30...40%). Pero el proceso se caracteriza por una mayor calidad superficial, el esquema de prensado es más simple.

Arroz. 11.6. Esquema de prensado de barras por método directo (a) e inverso (b)

1 - barra terminada; 2 - matriz; 3 - en blanco; 4 - golpe

Durante el prensado inverso, la pieza de trabajo se coloca en un recipiente ciego, y durante el prensado permanece inmóvil, y la salida de metal del orificio de la matriz, que está unida al extremo del punzón hueco, se produce en la dirección opuesta a la movimiento del punzón con la matriz. El prensado inverso requiere menos esfuerzo, el residuo de prensa es 5 ... 6%. Sin embargo, una menor deformación da como resultado que la barra prensada retenga rastros de la estructura del metal fundido. El esquema de diseño es más complejo.

El proceso de prensado se caracteriza por los siguientes parámetros principales: relación de elongación, grado de deformación y tasa de salida del metal desde el punto de troquel.

La relación de elongación se define como la relación entre el área de la sección transversal del recipiente y el área de la sección transversal de todos los agujeros en la matriz.

Grado de deformación:

La tasa de salida del metal desde el punto de la matriz es proporcional a la relación de elongación y está determinada por la fórmula:

donde: - velocidad de prensado (velocidad de punzonado).

Durante el prensado, el metal se somete a una compresión irregular en todos los sentidos y tiene una ductilidad muy alta.

Las principales ventajas del proceso incluyen:

la posibilidad de procesar metales que, debido a su baja ductilidad, no pueden ser procesados ​​por otros métodos;

Posibilidad de obtener prácticamente cualquier perfil transversal;

obtener una amplia gama de productos en el mismo equipo de prensa con el reemplazo de solo la matriz;

· alta productividad, hasta 2…3 m/min.

Desventajas del proceso:

· mayor consumo de metal por unidad de producto debido a pérdidas en forma de residuo de prensa;

la aparición en algunos casos de una notable irregularidad de las propiedades mecánicas a lo largo y transversal del producto;

alto costo y baja durabilidad de la herramienta de prensado;

alta intensidad energética.

Dibujo

La esencia del proceso de dibujo es sacar los espacios en blanco a través de un orificio cónico (troquel) en una herramienta llamada troquel. La configuración del agujero determina la forma del perfil resultante. El esquema de dibujo se muestra en la Fig. 11.7.

Figura 11.7. esquema de dibujo

Por estirado, se obtiene un alambre con un diámetro de 0,002 ... 4 mm, varillas y perfiles de sección perfilada, tubos de paredes delgadas, incluidos los capilares. El dibujo también se utiliza para calibrar la sección transversal y mejorar la calidad de la superficie de las piezas de trabajo. El estirado se realiza con mayor frecuencia a temperatura ambiente, cuando el endurecimiento acompaña a la deformación plástica, esto se utiliza para mejorar las características mecánicas del metal, por ejemplo, la resistencia a la tracción aumenta en 1,5 ... 2 veces.

El material de partida puede ser barra laminada en caliente, productos largos, alambre, tuberías. Procesos de estirado de aceros de diversas composiciones químicas, metales no ferrosos y aleaciones, incluidas las preciosas.

La herramienta principal para dibujar es dibujar troqueles de varios diseños. El troquel trabaja en condiciones difíciles: la alta tensión se combina con el desgaste durante la tracción, por lo que están hechos de aleaciones duras. Para obtener perfiles particularmente precisos, las matrices están hechas de diamante. El diseño de la herramienta se muestra en la fig. 11.8.

Figura 11.8. Vista general del dado

Voloka 1 fijo en la jaula 2. Las matrices tienen una configuración compleja, sus componentes son: parte de admisión I, que incluye el cono de entrada y la parte de lubricación; deformando la parte II con un ángulo en la parte superior (6…18 0 para barras, 10…24 0 para tubos); correa de calibre cilíndrico III 0,4…1 mm de largo; cono de salida IV.

El proceso tecnológico del dibujo incluye las siguientes operaciones:

· recocido preliminar de piezas de trabajo para obtener una estructura de grano fino del metal y aumentar su ductilidad;

Grabado de espacios en blanco en una solución calentada de ácido sulfúrico para eliminar las incrustaciones, seguido de lavado, después de eliminar las incrustaciones, se aplica una capa sublubricante a la superficie mediante recubrimiento de cobre, fosfatado, encalado, el lubricante se adhiere bien a la capa y el coeficiente de fricción se reduce significativamente;

dibujo, la pieza de trabajo se tira secuencialmente a través de una serie de orificios que disminuyen gradualmente;

· recocido para eliminar el endurecimiento por trabajo: después de 70…85% de reducción para acero y 99% de reducción para metales no ferrosos;

acabado de productos acabados (corte de puntas, alisado, corte a medida, etc.)

El proceso tecnológico de dibujo se lleva a cabo en máquinas de dibujo especiales. Según el tipo de dispositivo de tracción, los molinos se distinguen: con movimiento rectilíneo del metal estirado (cadena, cremallera); con bobinado del metal procesado en un tambor (tambor). Los molinos de tambor se utilizan generalmente para producir alambre. El número de carretes puede ser de hasta veinte. La velocidad de dibujo alcanza los 50 m/s.

El proceso de estirado se caracteriza por los siguientes parámetros: la relación de estirado y el grado de deformación.

La relación de elongación está determinada por la relación entre la longitud final e inicial o el área de la sección transversal inicial y final:

El grado de deformación está determinado por la fórmula:

Por lo general, en una sola pasada, la relación de elongación no supera el 1,3 y el grado de deformación es del 30%. Si es necesario obtener una gran cantidad de deformación, se realiza un dibujo repetido.

El dispositivo está diseñado para producir espacios en blanco de anillos de muelas abrasivas y pulidoras en aglomerantes cerámicos, de baquelita, volcánicos y otros. Contiene una carcasa instalada con posibilidad de movimiento vertical con guías horizontales. Dentro de la carcasa hay un mandril con placas de moldeo. El mecanismo de movimiento vertical de la carcasa se realiza en forma de engranajes de dos cremalleras. Uno de los rieles se fija en el travesaño inferior del dispositivo, el segundo, en el superior. El engranaje está conectado a guías horizontales. El dispositivo permite reducir la diferencia de densidad de círculos en altura. 2 malos.

La invención se refiere a la industria de los abrasivos, en particular a dispositivos para producir piezas brutas de anillos de muelas abrasivas y pulidoras altamente abrasivas sobre aglomerantes cerámicos, de baquelita, volcánicos y otros. Se conoce un dispositivo para el moldeado por un lado de piezas brutas de muelas abrasivas, que incluye una carcasa, placas de moldeo superior e inferior montadas sobre un mandril. La desventaja de este dispositivo, diseñado para el prensado unilateral, son las capacidades tecnológicas limitadas, ya que cuando se forman piezas en bruto de anillos con una altura de 50 mm o más, es imposible garantizar la densidad uniforme de las piezas en bruto y, por lo tanto, la mecánica uniforme. propiedades de los círculos terminados en altura y su calidad requerida. El dispositivo especificado se instala permanentemente en la mesa de una prensa hidráulica de uso general. Presionar espacios en blanco altos en este caso es imposible, ya que es imposible cargar la masa inicial en el dispositivo y empujar el compacto fuera del dispositivo (el espacio de trabajo de una prensa de uso general es pequeño). También se conoce un dispositivo para el prensado unilateral de piezas brutas de muelas abrasivas con preprensado, que incluye una carcasa móvil verticalmente, una placa de moldeo superior, un mandril, una placa de moldeo inferior y un mecanismo de movimiento de la carcasa que contiene guías y elementos elásticos. El dispositivo especificado para el prensado unilateral con preprensado elimina parcialmente la densidad desigual de los espacios en blanco resultantes y amplía las capacidades tecnológicas del proceso de prensado. Al mismo tiempo, en la etapa de finalización del prensado unilateral con la ayuda de la placa de moldeo superior, la arena de moldeo es prepresionada por la placa de moldeo inferior debido al movimiento hacia abajo de la matriz. En este caso, el dispositivo también se instala de forma permanente en una mesa de prensa de propósito general, lo que limita sus capacidades tecnológicas. Una desventaja significativa del dispositivo diseñado para el prensado unilateral de piezas de trabajo con preprensado es el diferente camino recorrido en la matriz por las placas de moldeo superior e inferior, es decir, diferente compresión de la arena de moldeo, así como diferentes fuerzas que actúan sobre el prensado de las placas de moldeo superior e inferior. Además, esta diferencia de esfuerzos dependerá de la altura de llenado de la mezcla en el dispositivo y de la altura de prensado. Esta desventaja conduce a una diferencia significativa en la densidad de los compactos ya la heterogeneidad de las propiedades mecánicas (resistencia y dureza) de las muelas abrasivas obtenidas a partir de ellos en altura. Lo más cercano en esencia técnica y el efecto logrado a la invención propuesta es un dispositivo para prensar piezas en bruto de ruedas abrasivas, que incluye un cuerpo montado sobre guías horizontales, dentro del cual hay un mandril con placas de moldeo superior e inferior instaladas en él, un mecanismo para el movimiento vertical del cuerpo y guías horizontales, una cruceta inferior con topes para la placa de moldura inferior y montada con la posibilidad de movimiento vertical del travesaño superior con un punzón fijado en él. En este dispositivo, primero, el proceso de prensado unilateral se lleva a cabo por la placa de moldeo superior, y luego, después de la compresión de los elementos elásticos al mover el cuerpo hacia abajo, la mezcla abrasiva se somete a un prensado previo por parte de la moldura inferior. lámina. Pero el preprensado no asegura la densidad uniforme de las piezas en altura. Por lo tanto, la principal desventaja del análogo más cercano es la densidad desigual de las piezas de trabajo en altura y, en consecuencia, las diferentes propiedades mecánicas, principalmente la resistencia y dureza de las muelas abrasivas obtenidas de ellas en altura. El resultado técnico es reducir la diferencia de densidad en la altura de los círculos (la densidad es igual a la masa por unidad de volumen del cuerpo). La diferencia de densidad en esta solución se entiende como una disminución de las fluctuaciones de los valores numéricos de esta densidad en toda la altura del círculo y, en consecuencia, una disminución de las fluctuaciones de dureza a lo largo de la altura del círculo. La tarea se logra por el hecho de que en el dispositivo para prensar piezas en bruto de ruedas abrasivas, que contiene un cuerpo montado sobre guías horizontales, dentro del cual hay un mandril con placas de moldeo superior e inferior instaladas en él, un mecanismo para el movimiento vertical del cuerpo y guías horizontales, un travesaño inferior con topes montados en él para la placa inferior e instalado con la posibilidad de movimiento vertical del travesaño superior junto con el punzón fijado en él, según la invención, el mecanismo para el movimiento vertical del cuerpo y las guías horizontales están hechas en forma de engranajes de dos cremalleras, uno de cuyos rieles está fijado en el travesaño inferior, el segundo, en el travesaño superior, y el engranaje está conectado a las guías horizontales. El hecho de que el mecanismo de movimiento vertical del cuerpo con guías horizontales esté realizado en forma de doble cremallera permite vincular el movimiento de la cruceta móvil superior con el movimiento de descenso del cuerpo junto con las guías horizontales. Además, como se sigue de las leyes de la mecánica (cf. Yablonsky A.A., Nikiforova V.M. Curso de mecánica teórica. Parte 1. -M. : Higher school, 1977, p. 234, fig. 310), el punzón del dispositivo, fijado en el travesaño superior y los rieles fijados en él, se moverán hacia abajo a una velocidad dos veces la velocidad de los engranajes y, por lo tanto, la velocidad del cuerpo del dispositivo. Tal relación de las velocidades de movimiento del punzón superior y del cuerpo hacia abajo, siempre que se mantenga la misma distancia entre el punzón y la moldura superior, así como entre la moldura inferior y los topes de la moldura inferior instalados en el transversal inferior, se ajusta a la misma distancia, asegurará el prensado de dos caras de la mezcla abrasiva con reducciones iguales de las placas superior e inferior. El prensado bilateral, por su parte, asegurará la densidad uniforme de la pieza, la uniformidad de sus propiedades mecánicas y, en consecuencia, mejorará la calidad de las muelas de alta abrasividad obtenidas. El dispositivo propuesto se ilustra en las Fig. 1 - 2, donde en la Fig. 1 muestra una vista general del dispositivo (vista desde la posición de carga) en la posición inicial (lado izquierdo) y al inicio del prensado (lado derecho), en la Fig. 2 - vista del dispositivo (vista frontal) al inicio del prensado (lado izquierdo) y al final del prensado (lado derecho). El dispositivo para prensar piezas en bruto de ruedas abrasivas incluye una carcasa 1 con ruedas 2, dentro de la cual se coloca un mandril 3 con placas de moldeo superior 4 e inferior 5. El cuerpo 1 está montado con sus ruedas 2 sobre guías horizontales (rieles) 6 fijadas en la placa base 7. Hay travesaños superior e inferior 8 y 9. El travesaño superior 8 está hecho con la posibilidad de movimiento vertical. El mecanismo para el movimiento vertical del cuerpo 1 con guías horizontales (rieles) 6 está hecho en forma de cremalleras 10, 11 y engranajes 12. Las cremalleras 10 están fijadas en el travesaño inferior 9 del dispositivo, las lamas 11 en el travesaño superior 8. Los engranajes 12 están conectados por medio de una placa base 7 con guías horizontales 6. Un punzón 13 está fijado en el travesaño superior 8. Dos topes 14 de la placa de moldeo inferior 5 están instalados en el travesaño inferior 9. El dispositivo funciona de la siguiente manera. En la cavidad anular de la carcasa 1 en la posición de carga (no se muestra), la arena de moldeo 15 se carga en la placa de moldeo inferior 5, la placa de moldeo superior se instala encima de ella 4. Después de eso, a lo largo de las guías horizontales ( rieles) 6, la carcasa 1 se coloca en el área de trabajo del dispositivo (Fig. 1 y 2). Encienda el dispositivo de accionamiento (la Fig. 1 - 2 no se muestra). En este caso, el travesaño superior 8, junto con el punzón 13 y las lamas 11, comienzan a moverse hacia abajo. Al mismo tiempo, debido a la interacción de cremalleras 11 con engranajes 12 y cremalleras 10, engranajes 12, placa base 7, guías horizontales (rieles) 6, ruedas 2 y cuerpo 1. Desde la posición inicial (parte izquierda de la Fig. 1 ) al momento de contacto con la placa de moldeo superior 4, el punzón 13 recorre un recorrido igual a 2h 1, ya que el cuerpo 1 simultáneamente con el punzón 13 desciende. En este caso, el cuerpo 1 del dispositivo, junto con el mandril 3, las placas de moldeo superior e inferior 4 y 5 y la mezcla abrasiva 15, recorren un camino igual a h1. Si h 1 = h 2 , donde h 2 es la distancia entre la placa de moldura inferior 5 y los soportes 14, entonces en este momento la placa 5 entrará en contacto con los soportes 14. Desde el momento en que el punzón 13 toca la moldura superior placa 4 y la placa de moldeo inferior 5 se detiene 14 se inicia el proceso de prensado. Al presionar, la arena de moldeo 15 es comprimida por el valor h por la placa de moldeo superior 4 cuando se mueve hacia abajo junto con el punzón 13 (figura 2) y es comprimida por el valor h por la placa de moldeo inferior 5 al mover este valor h desciende el cuerpo 1 junto con el prensador 16. En este caso, el punzón 13, junto con la placa moldeadora superior 4, recorre un recorrido igual a 2h. Una vez finalizada la operación de prensado, el cuerpo 1, junto con las ruedas 2, las guías horizontales 6 y el plato 7, son devueltos a su posición original por medio de las cremalleras 10, 11 y engranajes 12 debido al movimiento ascendente de el travesaño 8. Luego, a lo largo de las guías horizontales 6, el cuerpo 1 en las ruedas 2 se alimenta a la posición de extrusión de prensado 16. Un dispositivo prototipo para prensar piezas de trabajo de ruedas abrasivas de electrocorindón en un aglomerante cerámico con dimensiones de 100 x 80 x 32 mm (GOST 2424-83) ha sido desarrollado. Este dispositivo está equipado con mecanismos de dos estantes con las siguientes características: - los rieles móviles tienen una longitud de 800 mm con una longitud de la parte del estante de 300 mm, su sección transversal es de 25x25 mm, material 40X; - los rieles fijos tienen una longitud de 400 mm con una longitud de la parte del bastidor de 300 mm, su sección transversal es de 25x25 mm, material 40X; - los engranajes tienen un diámetro de círculo primitivo de 80 mm, el número de dientes es 40, el módulo de dientes es de 2 mm, el material es 35X; - Los ejes de engranajes de acero 45 con un diámetro de 25 mm están soldados a la placa base. Los espacios en blanco obtenidos en el dispositivo prototipo después de la operación de tratamiento térmico se sometieron al control de propiedades mecánicas de acuerdo con GOST 25961-83. La dureza de las ruedas se determinó por el método acústico utilizando el dispositivo "Sound 107-01". Los resultados del control mostraron que la dureza es uniforme en la altura de los círculos y su calidad después del mecanizado cumple con los requisitos del estándar de la planta de abrasivos de Chelyabinsk. El dispositivo propuesto es recomendable para la fabricación de muelas altas (altura de 50 a 300 mm o más) sobre aglomerantes cerámicos, de baquelita y volcánicos. Fuentes de información 1. Equipos y equipos para empresas de las industrias de abrasivos y diamantes /V. A. Rybakov, V. V. Avakyan, OS Masevich y otros - L .: Mashinostroenie, p. 154 -155, figura 6.1. 2. Ibíd., pág. 155, figura 6.2. 3. Patente RU 2095230 C1, B 24 D 18/00, 1997.

prensado (extrusión) es un tipo de procesamiento de metales por presión, que consiste en dar al metal que se procesa una forma determinada extrayéndolo de un volumen cerrado a través de uno o más canales hechos en una herramienta de prensa de conformación.

Este es uno de los procesos de conformado de metales más progresivos, lo que permite obtener productos largos, perfiles extruidos, que son económicos y altamente eficientes cuando se usan en estructuras.

La esencia del proceso de prensado en el ejemplo de prensado directo (Fig. 5.1) es la siguiente. espacio en blanco 1, calentado a la temperatura de prensado, colocado en un recipiente 2. Desde el lado de salida del contenedor en el portamatriz 3 se coloca la matriz 5, formando el contorno del producto prensado 4. A través de press ram 7 y lavadora de prensa 6 la presión se transfiere a la pieza de trabajo desde el cilindro principal de la prensa. Bajo la acción de alta presión, el metal fluye hacia el canal de trabajo de la matriz, que forma un producto dado.

El uso generalizado del prensado se explica por el esquema favorable del estado de tensión del metal deformado: compresión no uniforme en todos los sentidos. La elección de las condiciones de temperatura para el prensado está determinada principalmente por el valor de la resistencia a la deformación del metal.

El prensado en caliente se utiliza mucho más a menudo que el prensado en frío. Sin embargo, con un aumento en la producción de aceros para herramientas de alta resistencia, así como también como resultado de la creación de poderosos equipos especializados, el alcance del prensado en frío se está expandiendo para metales y aleaciones con baja resistencia a la deformación. Normalmente, el ciclo de prensado es un proceso repetitivo (prensado discreto), pero ahora también se utilizan métodos de prensado continuo y semicontinuo, y se están desarrollando procesos basados ​​en la combinación de operaciones de fundición, laminación y prensado.

Arroz. 5.1. Esquema de prensado directo de un perfil sólido:

• 1 - en blanco; 2 - envase; 3 - portamatriz;
• 4 - producto de prensa; 5 - matriz; 6 - arandela de presión;
• 7 - sello de prensa

El proceso de prensado tiene muchas variedades que difieren en una serie de características: la presencia o ausencia de movimiento de la pieza de trabajo en el recipiente durante el prensado; la naturaleza de la acción y la dirección de las fuerzas de fricción en la superficie de la pieza de trabajo y la herramienta; condiciones de temperatura; velocidad y métodos de aplicación de fuerzas externas; forma de la pieza de trabajo, etc.

El lugar del prensado en la producción de productos metálicos largos se puede evaluar comparando el prensado con procesos de la competencia, como el laminado de perfiles en caliente y el laminado de tuberías.

Con esta comparación, las ventajas del prensado son las siguientes. Durante la laminación, surgen grandes tensiones de tracción en muchas partes de la zona plástica, lo que reduce la ductilidad del metal que se procesa, y durante el prensado, se implementa un esquema de compresión desigual en todos los sentidos, lo que hace posible fabricar en una sola operación varias prensas. productos que no se obtienen por laminación en absoluto o se obtienen, pero para un gran número de pasadas. El área de aplicación del prensado se amplía especialmente cuando el grado de deformación por transición supera el 75% y la relación de estiramiento tiene un valor de más de 100.

Presionando es posible obtener productos de casi cualquier forma de sección transversal, y laminando solo perfiles y tuberías de configuraciones de sección transversal relativamente simples.

Al presionar, es más fácil transferir el proceso tecnológico de obtener un tipo de producto de prensa a otro; basta con reemplazar la matriz.

Los productos prensados ​​tienen un tamaño más preciso que los laminados, lo que se debe a que el calibre del troquel está cerrado, en contraste con el calibre abierto formado por los rodillos giratorios durante el laminado. La precisión del producto también está determinada por la calidad de la matriz, su material y el tipo de tratamiento térmico.

Los altos grados de deformación durante el prensado, por regla general, proporcionan un alto nivel de propiedades del producto.

El prensado, a diferencia del laminado, se puede utilizar para obtener productos moldeados a partir de materiales de bajo contenido plástico, productos semiacabados a partir de polvo y materiales compuestos, así como materiales compuestos revestidos, que consisten, por ejemplo, en combinaciones de aluminio-cobre, aluminio -acero, etc

Junto con las ventajas enumeradas, el prensado discreto tiene las siguientes desventajas:

• la naturaleza cíclica del proceso, que conduce a una disminución de la productividad y el rendimiento del metal adecuado;
• la mejora de la calidad de los productos prensados ​​requiere bajas velocidades de prensado para una serie de metales y aleaciones y va acompañada de un gran desperdicio tecnológico debido a la necesidad de dejar grandes residuos prensados ​​y eliminar el extremo de salida débilmente deformado del producto prensado;
• la longitud limitada de la pieza de trabajo, debido a la fuerza de los cilindros de la prensa, las capacidades de potencia de la prensa y la estabilidad de la pieza de trabajo durante el desprensado, reduce la productividad del proceso;
• la deformación desigual durante el prensado conduce a la anisotropía de las propiedades del producto prensado;
• Las severas condiciones de operación de la herramienta de prensado (una combinación de alta temperatura, presión y cargas abrasivas) requieren un reemplazo frecuente y el uso de costosos aceros aleados para su fabricación.

Una comparación de las ventajas y desventajas del proceso nos permite concluir que es más conveniente usar prensado en la producción de tuberías, perfiles sólidos y huecos de forma compleja con una mayor precisión dimensional cuando se procesan materiales difíciles de formar y con bajo contenido de plástico. metales y aleaciones. Además, a diferencia del laminado, es rentable en la producción de mediana y pequeña escala, así como en la implementación de métodos de procesamiento continuo o combinado.

Para describir la deformación durante el prensado, se utilizan las siguientes características.

1. Relación de sorteo A, cp, definida como la relación del área de la sección transversal del contenedor R a kárea de sección transversal de todos los canales de la matriz I/ 7 ,

Al presionar tuberías, el coeficiente de elongación A. cf está determinado por la fórmula

K IG

metro 1 YO G

donde R sh R k, R IG - respectivamente, el área de la sección transversal de la matriz, el recipiente y la aguja del mandril.

• 2. factor de presión, que caracteriza cuantitativamente la relación entre el diámetro de la pieza y el recipiente:
• 3. Grado relativo de deformación e, relacionado con la relación de elongación y calculado por la fórmula

• (5.4)
• 4. Velocidad de prensado etc. (velocidad de movimiento del sello de prensa):

donde Alabama- la longitud de la parte prensada de la pieza de trabajo; ? - tiempo de prensado.

5. Tasa de caducidad e ist, que caracteriza la velocidad de movimiento del producto prensado.

^ist ^^pr- (5.6)

Tipos de prensado

prensado directo

En la producción de prensas, se utilizan varios tipos de prensado, los principales se analizan aquí.

Con el prensado directo, la dirección de extrusión del producto prensado desde el canal de la matriz y la dirección de movimiento del pistón de la prensa son las mismas

(Figura 5.2). Este tipo de prensado es el más común y permite obtener productos macizos y huecos con una amplia gama de secciones transversales cercanas al tamaño de la sección transversal del envase. Un rasgo característico del método es el movimiento obligatorio del metal en relación con el contenedor fijo. El prensado directo se realiza sin lubricación y con lubricación. En el prensado directo sin lubricación, la pieza de trabajo, generalmente en forma de lingote, se coloca entre el recipiente y el ariete de la prensa con una arandela de presión (Fig. 5.2, un), empujado en el contenedor (Fig. 5.2, b) volcado en un recipiente (Fig. 5.2, en), extruido a través del canal de la matriz (Fig. 5.2, GRAMO) antes de la formación del peso de la prensa (Fig. 5.2, e).

Arroz. 5.2. Esquema de etapas de prensado directo: un - posición inicial; 1 - sello de prensa; 2 - arandela de presión; 3 - espacio en blanco; 4 - envase; 5 - soporte de matriz; 6 - matriz; en- carga de pieza de trabajo y arandela de presión; en - prensado de piezas de trabajo; d - flujo estable de metal: 7 - producto de prensa; d - el comienzo de la salida de las zonas de difícil deformación y la formación de un hundimiento de prensa; mi- departamento de residuos de prensa

y extrayendo el elemento de prensa: 8 - cuchillo

El resultado de la acción de las fuerzas de fricción sobre la superficie de la pieza durante el prensado directo son deformaciones de alto corte, que contribuyen a la renovación de las capas metálicas que forman las zonas periféricas del perfil. Este método permite obtener productos con una alta calidad superficial, ya que en el volumen de la pieza de trabajo adyacente a la matriz se forma una gran zona metálica elástica, que prácticamente excluye la entrada de defectos en la superficie del producto de la zona. de contacto entre la pieza de trabajo y el recipiente.

Sin embargo, el prensado directo se caracteriza por las siguientes desventajas.

• 1. Se realizan esfuerzos adicionales para vencer la fuerza de fricción de la superficie de la pieza de trabajo contra las paredes del recipiente.
• 2. Se forman una estructura y propiedades mecánicas desiguales de los productos prensados, lo que conduce a una anisotropía de las propiedades.
• 3. El rendimiento se reduce debido al gran tamaño del residuo prensado y la necesidad de eliminar la parte débilmente formada del extremo de salida del producto prensado.
• 4. Las piezas de la herramienta de prensado se desgastan rápidamente debido a la fricción con el metal deformable durante el proceso de prensado.

Volver presionando

Durante el prensado inverso, la salida de metal hacia la matriz ocurre en la dirección opuesta al movimiento del pistón de la prensa (Fig. 5.3).

El contraprensado comienza con el hecho de que la pieza de trabajo se coloca entre el recipiente y el pistón de prensa hueco (Fig. 5.3, un), luego se empuja hacia el contenedor, volcado (Fig. 5.3, b) y extruido a través del canal de la matriz (Fig. 5.3, en), después de lo cual se retira el producto de prensa, se separa el residuo de prensa (Fig. 5.2, d), se retira la matriz y se devuelve el sello de prensa a su posición original (Fig. 5.3, e).

Durante el prensado inverso, el lingote no se mueve en relación con el contenedor, por lo que prácticamente no hay fricción en el contacto del contenedor con la pieza en bruto, excepto en la cavidad de la esquina cerca del troquel, donde está activo, y la fuerza de prensado total se reduce debido a la ausencia de consumo de energía para vencer las fuerzas de fricción.

Las ventajas del prensado inverso frente al prensado directo son:

• reducción y constancia de la magnitud de la fuerza de presión, ya que se elimina la influencia de la fricción entre la superficie de la pieza de trabajo y las paredes del recipiente;
• aumentar la productividad de la planta de prensas debido a un aumento en la velocidad de caducidad de las aleaciones al reducir la irregularidad de la deformación;
• un aumento en el rendimiento debido a un aumento en la longitud de la pieza de trabajo y una disminución en el grosor del residuo de prensa;
• aumentar la vida útil del contenedor debido a la ausencia de fricción de sus paredes con la pieza de trabajo;
• aumentando la uniformidad de las propiedades mecánicas y la estructura en la sección seccional del producto prensado.
• 12 3 4 5 6 7

Arroz. 5.3. Esquema de las etapas de prensado inverso: un - posición inicial: 1 - sello de prensa del obturador; 2 - envase; 3 - espacio en blanco; 4 - arandela de prensa; 5 - sello de prensa; 6 - titular mágico; 7 - matriz; b - cargar una pieza de trabajo con una matriz y extraer la pieza de trabajo; en- el comienzo de la salida de las zonas de difícil deformación y la formación de un hundimiento de prensa: 8 - producto de prensa; d - separación del residuo de prensa y extracción del producto de prensa: 9 - cuchillo; d- retiro de la matriz y devolución del contenedor

y presione ram a la posición original

Las desventajas del prensado inverso en comparación con el prensado directo son:

• reducción del tamaño transversal máximo del producto prensado y del número de perfiles prensados ​​simultáneamente debido a la reducción del tamaño del orificio pasante en el bloque matriz;
• la necesidad de utilizar piezas de trabajo con una preparación preliminar de la superficie para obtener productos prensados ​​con una superficie de alta calidad, lo que requiere un torneado o desbastado preliminar de las piezas de trabajo;
• reducción en la gama de productos de prensa debido a un aumento en el costo de un juego de herramientas y una disminución en la resistencia del ensamblaje de la matriz;
• aumento del tiempo del ciclo auxiliar;
• complicación del diseño del nodo de matriz;
• reducción de la fuerza admisible en el pistón de la prensa debido a su debilitamiento debido al orificio central.

Prensado semicontinuo

La longitud de la pieza en bruto depende de la fuerza del ariete de la prensa y del tamaño de la carrera de trabajo de la prensa; por lo tanto, para prensar se utilizan piezas en bruto de no más de cierta longitud. En este caso, cada pieza de trabajo se prensa con un residuo de prensa. El rendimiento es un indicador de eficiencia, igual a la relación entre los productos terminados y la masa de la pieza de trabajo. Esta limitación conduce a una disminución del rendimiento ya una disminución de la productividad de la prensa. Este inconveniente se elimina parcialmente mediante la transición al prensado semicontinuo (el método también se denomina prensado "pieza a pieza") que, según la aleación y el propósito de los productos prensados, se lleva a cabo sin lubricación y con lubricación. El prensado semicontinuo de piezas sin lubricación consiste en que cada pieza sucesiva se carga en un contenedor después de haber extruido la anterior aproximadamente tres cuartos de su longitud. Cuando se usa esta técnica, las piezas de trabajo se sueldan en los extremos. La longitud de la pieza de trabajo que queda en el contenedor está limitada por el hecho de que la continuación del prensado conducirá a la formación de un hundimiento de prensa, por lo tanto, al cargar la siguiente pieza de trabajo en el contenedor, se elimina el riesgo de formación de una cavidad de contracción. y se crean las condiciones para obtener productos de prensa de alta calidad. En este caso, es posible obtener un producto de prensa de este tipo, cuya longitud es teóricamente ilimitada y estará determinada solo por el número de piezas prensadas. A veces, durante el proceso de prensado, el producto se enrolla en una bobina de gran longitud.

La secuencia de operaciones para el prensado semicontinuo se muestra en la fig. 5.4.

En la primera etapa, la pieza de trabajo se introduce en el contenedor de prensa y, después de desprensar, se extruye a una longitud predeterminada del residuo de prensa (Fig. 5.4, anuncio). Después de eso, el sello de prensa se retira junto con la arandela de prensa fijada en él y se carga el siguiente lingote. Al extruir la siguiente pieza de trabajo, se suelda con el residuo de la prensa de la pieza de trabajo anterior y todo el metal se extruye a través del canal de la matriz (Fig. 5.4, d-f). Después de presionar cada pieza de trabajo, es necesario devolver la arandela de presión a su posición original, lo que solo se puede hacer a través del contenedor. La falta de lubricación en el contenedor dificulta esta operación, por lo que se requiere una fijación especial de la arandela de presión a la herramienta de presión y un cambio en el diseño de la arandela de presión, por ejemplo, para facilitar la extracción de la arandela de presión de el manguito del recipiente, la arandela de presión está equipada con un elemento elástico.

La desventaja del prensado semicontinuo es la baja fuerza de soldadura de partes del producto prensado obtenido a partir de piezas en bruto individuales debido a varios contaminantes que normalmente permanecen en los residuos de la prensa. También se observó que el sitio de soldadura en el producto prensado, como resultado de la naturaleza del flujo de salida del metal, puede estirarse fuertemente.

Arroz. 5.4. Esquema de las etapas de prensado semicontinuo: un - posición inicial: 1 - prss-sello; 2 - arandela de prensa; 3 - espacio en blanco; 4 - envase; 5 - matriz; 6 - soporte de matriz; - rasprssssovka pieza de trabajo; g- extrusión de palanquilla; d- cargar la siguiente pieza de trabajo: 7 - la siguiente pieza de trabajo; mi- extrusión del residuo de prensa con otro blanco; w- extrusión

otro espacio en blanco

En el prensado semicontinuo de aleaciones bien soldadas, el residuo de la prensa se suelda con el siguiente lingote a lo largo de la superficie final. En un producto prsss, esta superficie será curva, lo que, con una buena soldadura, aumenta la resistencia de la unión. En este proceso, para una mejor soldabilidad, la lubricación es inaceptable y el recipiente debe calentarse a una temperatura cercana a la temperatura de prensado. De la misma manera, es posible prensar productos de metales y aleaciones soldables insatisfactorias utilizando lubricantes. Sin embargo, para obtener una línea plana de articulación de los productos de prensa a partir de piezas en bruto prensadas sucesivamente con su fácil separación posterior, es necesario utilizar matrices cónicas con un ángulo de inclinación de la generatriz al eje inferior a 60° y arandelas de prensa cóncavas.

Otro esquema de prensado semicontinuo con una precámara se usa actualmente ampliamente para la producción de productos de prensa a partir de aleaciones de aluminio (Fig. 5.5).

Arroz. 5.5. Esquema de prensado semicontinuo mediante precámara: yo- sello de prensa;

• 2 - arandela de presión; 3 - preparación; 4 - envase; 5 - zonas "muertas"; 6 - portamatriz; 7 - matriz;
• 8 - antesala

Un rasgo característico de este esquema de prensado es el uso de una herramienta especial de precámara que proporciona prensado con soldadura a tope y tensión.

Prensado continuo

Una de las principales desventajas del prensado es la naturaleza cíclica del proceso, por lo que en los últimos años se ha prestado mucha atención al desarrollo de métodos de prensado continuo: conformado, extrusión, line-nsks. El método conforme ha encontrado la mayor aplicación en la industria. Una característica de la instalación de conformado es (Fig. 5.6) que en su diseño el contenedor está formado por las superficies de la ranura de la rueda motriz móvil 6 y una protuberancia de un inserto fijo 2, que se presiona contra la rueda utilizando un dispositivo hidráulico o mecánico. Así, la sección del contenedor, utilizando la terminología de sección rodante, es un paso cerrado. La pieza de trabajo se introduce en el recipiente debido a las fuerzas de fricción y la llena de metal. Cuando se alcanza el tope 5 en la pieza, la presión aumenta hasta un valor que asegura la extrusión del metal en forma de producto prensado semiacabado. 4 a través del canal de la matriz 3.

Se puede utilizar una varilla o un alambre convencional como pieza de trabajo y el proceso de deformación: retracción en la cámara de prensado a medida que gira la rueda, perfilado preliminar, llenado de la ranura en la rueda, creación de una fuerza de trabajo y, finalmente, la extrusión es continua. , es decir, se implementa la tecnología de prensado continuo.

Arroz. 5.6. Esquema de prensado continuo por método conformado: yo- suministro de material en barra; 2 - inserto fijo; 3 - matriz; 4 - casi terminado; 5 - énfasis; 6 - rueda

La compresión desigual en todos los sentidos que se produce en la zona de deformación hace posible lograr estirados elevados incluso para aleaciones de baja plasticidad, y las aleaciones dúctiles se pueden prensar a temperatura ambiente con caudales elevados. Mediante el método de conformado es posible obtener alambres y perfiles de baja sección con un alto trefilado (más de 100). Esto es especialmente cierto para el alambre, que es más rentable de fabricar por conformado en lugar de trefilado. Actualmente, el método de conformación se utiliza para prensar aleaciones de aluminio y cobre. Y, por último, es recomendable utilizar este método para obtener productos semiacabados a partir de partículas metálicas discretas: gránulos, virutas. Además, existe experiencia nacional en el uso industrial del método de conformación para obtener, por ejemplo, una varilla de ligadura a partir de gránulos de aleación de aluminio.

Sin embargo, la falta de estudios detallados de la conformación de metales, teniendo en cuenta las fuerzas de fricción límite, estudiando las leyes de deformación de varios metales y aleaciones reveló una serie de deficiencias que limitan significativamente las posibilidades de este método de prensado continuo.

• 1. El tamaño lineal máximo de la sección transversal de la pieza de trabajo no debe exceder los 30 mm para garantizar su flexión al moverse a lo largo del calibre.
• 2. Hay dificultades para observar el régimen de temperatura de prensado, ya que la herramienta está muy caliente como resultado de la acción de las fuerzas de fricción.
• 3. El proceso se acompaña (especialmente para las aleaciones de aluminio, que se utilizan con mayor frecuencia para este método) por la adherencia del metal a la herramienta, la extrusión del metal en el hueco del calibre con la formación de un defecto tipo "bigotes", etc.

Flujo de metal durante el prensado

El control del proceso de prensado y la mejora de la calidad de los productos prensados ​​semielaborados se basa en el conocimiento de las leyes del flujo de metal en un recipiente. Un ejemplo es la compresión directa sin lubricación, que es la más común. Este proceso se puede dividir en tres etapas (Fig. 5.7).

La primera etapa se llama presionando espacios en blanco En esta etapa, la pieza de trabajo, introducida en el recipiente con un espacio, se somete a recalcado, como resultado de lo cual el recipiente se llena con metal comprimible, que luego ingresa al canal de la matriz. El esfuerzo en esta etapa aumenta y alcanza un máximo.

La segunda etapa comienza con la extrusión del perfil. Esta etapa se considera la principal y se caracteriza por un flujo constante de metal. A medida que se extruye el tocho y disminuye el tamaño de la superficie de contacto del tocho con el recipiente, disminuye la presión de prensado, lo que se explica por una disminución en la magnitud del componente de fuerza de prensa gastado para superar la fricción en el recipiente. En esta etapa, el volumen de la pieza de trabajo se puede dividir condicionalmente en zonas en las que se producen deformaciones plásticas y elásticas. En la parte principal de la pieza de trabajo, el metal se deforma elástica y plásticamente, y en las esquinas del acoplamiento de la matriz y el recipiente y cerca de la arandela de presión, se observa una deformación elástica (Fig. 5.8).

Se ha establecido que la relación de los volúmenes de las zonas elásticas y plásticas de la parte principal de la pieza depende principalmente de la fricción entre

superficie de la pieza de trabajo y del recipiente. A valores altos de fuerzas de fricción, la deformación plástica cubre casi todo el volumen de la pieza de trabajo; si la fricción es pequeña, por ejemplo, el prensado está lubricado, o está completamente ausente (prensado inverso), entonces la deformación plástica se concentra en la parte de engaste de la zona plástica alrededor del eje de la matriz.

Carrera del ariete de la prensa

Arroz. 5.7. El esquema de prensado con un gráfico de la distribución de la fuerza de prensado por etapas: I - trituración de la pieza de trabajo;

II - flujo constante de metal; III - etapa final

Arroz. 5.8. Esquema de formación de un hundidor de prensa durante el prensado: 1 - zona de deformación plástica; 2 - peso de prensa; 3 - zona de deformación elástica (zona "muerta")

Las zonas elásticas relativamente pequeñas cerca de la matriz tienen un impacto significativo en el curso del flujo de salida del metal y la calidad de los productos prensados. Se debe prestar especial atención al volumen de metal ubicado en las esquinas entre la matriz y la pared del contenedor, que se deforma solo elásticamente. Esta zona elástica del metal también se denomina zona "muerta" y, dependiendo de las condiciones de prensado, sus dimensiones pueden cambiar. La zona elástica en la matriz forma un área similar a un embudo, a través del cual el metal de la pieza fluye hacia la matriz. Al mismo tiempo, el metal de la zona "muerta" en sí no caduca en el producto prensado. Durante el prensado directo, los volúmenes de metal adyacentes a la superficie de la pieza de trabajo, debido a las altas fuerzas de fricción en las superficies de contacto, así como las zonas de metal plásticamente no deformables cerca de la matriz, retrasan el flujo de la capa periférica hacia el canal del matriz, por lo que no participa en la formación de la superficie del producto. Esta es una de las ventajas del prensado directo, que reside en el hecho de que la calidad de la superficie de la pieza tiene poco efecto sobre la calidad de la superficie del producto moldeado.

Al final de la etapa principal, ocurre un fenómeno que tiene una gran influencia en todo el proceso de prensado: la formación prensa de pesas, lo cual sucede de la siguiente manera. A medida que la arandela de presión se mueve hacia el troquel, debido a la fricción, el movimiento de las partes metálicas en contacto con la arandela de presión se ralentiza y se forma una cavidad en forma de embudo en la parte central de la pieza de trabajo, en la que fluye a contracorriente la periferia. se dirigen los metales. Debido al hecho de que los volúmenes de metal de la superficie final y lateral de la pieza de trabajo, que contienen óxidos, lubricantes y otros contaminantes, se precipitan hacia este "embudo", la unión a presión puede penetrar en el producto a presión. En un producto de prensa de alta calidad, la presencia de este defecto es inaceptable. La formación de un hundimiento de prensa es el fenómeno más característico de la tercera etapa de prensado.

Para excluir completamente la transición de la platina de prensa al producto de prensa, el proceso de prensado se detiene hasta que se completa la extrusión de la pieza de trabajo. La parte subpresionada de la pieza de trabajo, llamada balance de prensa, se retira como desecho. La longitud del residuo de la prensa, dependiendo de las condiciones de prensado, principalmente la magnitud de la fricción de contacto, puede variar del 10 al 30% del diámetro inicial de la pieza de trabajo. Si, no obstante, el hundidor de prensa ha penetrado en el producto de prensa, entonces esta parte del perfil se separa y se desecha.

La formación de un hundimiento de prensa disminuye drásticamente durante el prensado inverso, pero la transición a este tipo va acompañada de una disminución en la productividad del proceso. Existen las siguientes medidas para reducir el hundimiento de la prensa manteniendo la productividad:

• reducción de la fricción en las superficies laterales del recipiente y matriz mediante el uso de lubricación y el uso de recipientes y matrices con buen acabado superficial;
• calentar el recipiente, lo que reduce el enfriamiento de las capas periféricas del lingote;
• prensado encamisado.

Condiciones de prensado forzado

La elección del equipo, el cálculo de la herramienta, el establecimiento de los costos de energía y otros indicadores se calculan en base a la determinación de las condiciones de fuerza de prensado. En la práctica de la producción de prensa, estos indicadores se determinan de forma experimental, analítica o mediante simulación por computadora.

Las condiciones de fuerza de prensado determinadas en condiciones de producción son las más precisas, especialmente si las pruebas se realizan en equipos existentes, pero este método es laborioso, costoso y muchas veces casi imposible de implementar para nuevos procesos. El modelado de procesos de procesamiento de metales calientes en producción, y más a menudo en condiciones de laboratorio, se asocia con una desviación de las condiciones reales, especialmente en condiciones de temperatura debido a las diferencias en las superficies específicas del modelo y la naturaleza, de ahí las imprecisiones de este método. El método más simple y común, que permite una evaluación bastante precisa de la fuerza de presión total, es el método de medir la presión del líquido en el cilindro de trabajo de la prensa según el manómetro. De los métodos experimentales que permiten determinar indirectamente las condiciones de fuerza de prensado, se utiliza el método de medición de las deformaciones elásticas de las columnas de prensa, así como las pruebas tensométricas.

Para el modelado por computadora de los procesos de prensado y la determinación de los costos de fuerza, recientemente se utilizan ampliamente programas como DEFORM (Scentific Forming Technologies Corporation, EE. UU.) y QFORM (KvantorForm, Rusia), que se basan en método de elementos finitos. Al preparar datos para el modelado utilizando estos programas, generalmente se requiere información sobre la resistencia a la deformación del material de la pieza de trabajo, las características del lubricante utilizado y los parámetros técnicos del equipo de deformación.

De gran interés son los métodos analíticos para determinar las condiciones de fuerza de prensado, que se basan en las leyes de la mecánica de sólidos, los resultados de experimentos sobre el estudio del estado de tensión-deformación de un material prensado, ecuaciones de equilibrio diferencial, el método de balance de potencia, etc. Todos estos métodos de cálculo son bastante complejos y se describen en una literatura especial. Además, en los métodos analíticos, es necesario saber que en cualquier fórmula es imposible tener en cuenta todas las condiciones y variedades del proceso en una expresión matemática y, por lo tanto, no hay coeficientes de cálculo necesarios que reflejen con precisión las condiciones reales. y factores del proceso.

En la práctica, para los tipos comunes de prensado, a menudo se utilizan fórmulas simplificadas para determinar la fuerza total. La más famosa es la fórmula de I. L. Perlin, según la cual la fuerza R, requerida para extruir el metal del recipiente a través del orificio de la matriz es igual a

PAGS = R METRO + T K + T METRO + T norte , (5.7)

donde RM- la fuerza requerida para la aplicación de la deformación plástica sin fricción; T a - la fuerza aplicada para vencer las fuerzas de fricción en la superficie lateral del contenedor y el mandril (con el método de prensado inverso, no hay movimiento del lingote en relación con el contenedor y T a - O); Г m - la fuerza requerida para vencer las fuerzas de fricción que surgen en la superficie lateral de la parte comprimida de la zona de deformación; T pag- la fuerza aplicada para vencer las fuerzas de fricción que actúan sobre la superficie de la banda de calibración de la matriz.

Presión de prensado y se calcula como la relación del esfuerzo R, en el que tiene lugar el prensado, al área de la sección transversal del recipiente R a

Para calcular los componentes de la fuerza de prensado, se utilizan con mayor frecuencia las fórmulas contenidas en los libros de referencia para diferentes casos de prensado.

A menudo se utilizan fórmulas simplificadas, por ejemplo:

P \u003d P 3 MP pX, (5.9)

donde ^3 es el área de la sección transversal de la pieza de trabajo; M p - módulo de prensado, que tiene en cuenta todas las condiciones de prensado; X- factor de sorteo.

Para cálculos prácticos de la fuerza de presión, podemos recomendar la fórmula de L. G. Stepansky, que se escribe de la siguiente forma:

P \u003d 1.15aD (1 + 1.41p? 1). (5.10)

donde un 5 - resistencia a la deformación del material de la pieza de trabajo.

Los principales factores que influyen en la magnitud de la fuerza de prensado incluyen: las características de resistencia del metal, el grado de deformación, la forma y el perfil del canal de la matriz, las dimensiones de la pieza de trabajo, las condiciones de fricción, la velocidad de prensado y salida, la temperatura del recipiente y la matriz.

Prensado de tubos y perfiles huecos

Prensado de tuberías

El prensado produce tubos y otros perfiles huecos. Para ello se utilizan prensados ​​directos e inversos con aguja fija y móvil, así como prensados ​​con matriz combinada. El prensado con aguja fija es un proceso en el que en el momento de la extrusión del metal en el espacio anular que forma la pared de la tubería, la aguja permanece en estado estacionario.

El prensado directo e inverso de tuberías con una aguja fija no difiere fundamentalmente de los esquemas para prensar productos sólidos. Sin embargo, la presencia de un detalle adicional - agujas de mandril para formar el canal interior de la tubería, cambia la naturaleza del flujo de metal. Se requiere un accionamiento especial para la aguja del mandril, cuya tarea es proporcionar diferentes condiciones cinemáticas dependiendo de la relación de la velocidad de movimiento de la aguja del mandril, el pistón de la prensa y el contenedor.

El prensado de tubos con aguja fija requiere el uso de piezas en bruto con orificios centrales previamente practicados, que también sirven como orificios guía para la aguja. La cavidad en la pieza bruta para la aguja del mandril se realiza perforando en una prensa, perforando o fundiendo. El esquema de prensado directo de tuberías se muestra en la fig. 5.9.

Arroz. 5.9. Esquema de las etapas de prensado directo de tuberías con aguja fija: un- posición inicial: yo- aguja-mandril; 2 - la parte superior de la aguja del mandril; 3 - sello de prensa; 4 - arandela de presión; 5 - en blanco; 6 - envase; 7 - matriz; 8 - soporte de matriz; 6 - cargar la pieza de trabajo en el contenedor; en - trituración de piezas de trabajo; d - etapa de flujo constante; d- el comienzo de la salida de las zonas de difícil deformación y la formación de un hundimiento de prensa; mi- retracción del pistón de prensa y del contenedor, separación del residuo de prensa y lavadora de prensa: 9 - cuchillo

El prensado comienza con el movimiento del pistón de la prensa, luego la aguja del mandril pasa a través del orificio en la pieza de trabajo hasta que su extremo descansa contra la matriz, después de lo cual la pieza de trabajo se presiona con la posterior extrusión del metal en el espacio anular formado por el canal de la matriz. (forma el diámetro exterior de la tubería) y la superficie de la aguja (forma el diámetro interior de la tubería). Al igual que cuando se presiona una barra, surge una fuerza de fricción entre las superficies de la pieza de trabajo y las paredes del recipiente. Después de alcanzar una cierta longitud del residuo de la prensa, la aguja retrocede, luego se retrae el recipiente y se retira el residuo de la prensa. Cuando se retrae el pistón de la prensa, las tijeras fijadas en el travesaño delantero de la prensa separan los residuos de la prensa. Cabe señalar que durante la extrusión del metal, el sistema de perforación sujeta la aguja del mandril en la matriz en la misma posición, por lo que este método de prensado se denomina prensado de tubería con una aguja de mandril fija. Pero los tubos también se pueden prensar en prensas de perfil de barra sin un sistema de perforación. En este caso, la aguja del mandril se une al ariete de la prensa y entra en la cavidad del blanco y luego en la matriz. Cuando el ariete se mueve y se extruye el metal, la aguja del mandril también se mueve hacia adelante, y este método se llama prensado con aguja móvil.

La secuencia de prensado inverso de tuberías con una aguja fija se muestra en la fig. 5.10. En el momento inicial, el mandril 1 insertado en la cavidad de la pieza 4 hasta que su parte superior entre en el canal de la matriz 5, luego el lingote se extrae y el tocho de metal se extruye en el espacio anular entre el canal de la matriz y la superficie de la aguja. Al alcanzar la longitud predeterminada del residuo de la prensa, la aguja se retrae a su posición original y se retira el residuo de la prensa.

Las principales ventajas del método directo de prensado de tuberías en comparación con el inverso se pueden formular de la siguiente manera:

• 1. Posibilidad de utilizar cualquier tipo de prensa.
• 2. Una alta cualidad de la superficie de los tubos recibidos.
• 3. La posibilidad de obtener tuberías de casi cualquier configuración.

Al mismo tiempo, se deben vengar una serie de deficiencias:

• 1. Altos costos de energía para vencer las fuerzas de fricción.
• 2. Anisotropía de propiedades a lo largo y sección transversal de tuberías.
• 3. Desgaste en las superficies del recipiente y del mandril-aguja.
• 4. Residuos de metal significativos debido a residuos de prensa (10% o más).

Para el prensado de tubos con aguja fija, se utilizan prensas de perfiles de tubos equipadas con un sistema de perforación, que no requiere el uso de solo una palanquilla hueca. Con prensado directo de tubos después de cargar la pieza de trabajo 4 y arandelas de presión 3 en el recipiente 5, primero se extrae la pieza de trabajo. En este caso, la aguja 7, situada en el interior del cilindro hueco de la prensa 3, empuje ligeramente hacia adelante y bloquee la apertura de la arandela de presión 2 (Figura 5.11, b). Después de presionar, se elimina la presión del ariete de la prensa y el lingote se perfora con una aguja que se extrae. Luego, la presión de trabajo se aplica al ariete de la prensa y la pieza de trabajo se exprime en el espacio anular entre la aguja 1 y matriz 6 (Fig. 5.11, d). Al final del prensado, el paquete de prensado (residuos de prensado con arandela de prensado) se corta con un cuchillo 8 (Figura 5.11, mi). Con este método, es necesario centrar cuidadosamente los ejes del contenedor, el pistón de la prensa y el mandril con respecto al eje de la matriz para evitar la excentricidad de los tubos resultantes.

Arroz. 5.10. Esquema de las etapas de prensado inverso de tuberías con aguja fija: un- posición inicial: 1 - aguja-mandril; 2 - sello de la prensa del obturador; 3 -envase; 4 - preparación; 5 - matriz; 6 - sello de prensa; 7 - boquilla; inserción de la aguja y prensado de la pieza de trabajo en el recipiente; g - prensado de tuberías; d - presionando hasta una longitud predeterminada del residuo de la prensa, retracción del pistón de bloqueo y la aguja: 9 -cuchillo; 10- tubo; mi- empujar la matriz fuera del contenedor; w- volver a la posición inicial

Los esquemas descritos tienen las siguientes desventajas:

• 1. La realización de un agujero en una pieza (taladrado, perforado, etc.) requiere un cambio en el diseño de equipos y herramientas, operaciones adicionales, lo que aumenta la complejidad del proceso, reduce el rendimiento, etc.
• 1 2 3 4 5 6 7

Arroz. 5.11. Esquema de las etapas de prensado directo de tuberías con aguja fija: un- posición inicial: 1 - aguja; 2 - sello de prensa; 3 - arandela de presión; 4 - preparación; 5 - contenedor; 6 - matriz; 7 - soporte de matriz; b - alimentar la pieza de trabajo en el contenedor; en- rasprssssovka pieza de trabajo; g - firmware de la pieza de trabajo con una aguja: 8 - corcho; d- prensar hasta una longitud predeterminada del residuo de prensa; mi- departamento de residuos de prensa

con arandela de presión: 9 - cuchillo; 10 - tubo

• 2. La obtención de la geometría exacta del tubo obliga a centrar el mandril con respecto al eje del canal matriz, lo que complica el diseño del reglaje de la herramienta.
• 3. La aplicación de lubricante a la aguja del mandril aumenta la probabilidad de que se perforen defectos en la pieza de trabajo.

Prensado de tubos y perfiles huecos con soldadura

La mayoría de las desventajas enumeradas para los tipos considerados de prensado de tuberías se eliminan mediante el uso de troqueles combinados, lo que hace posible obtener productos de casi cualquier configuración con contornos externos e internos complejos. Tales matrices permiten producir perfiles no solo con una, sino también con varias cavidades de varias formas, tanto simétricas como asimétricas. Una fijación más precisa del mandril con respecto al canal de la matriz y su pequeña longitud, y por lo tanto una mayor rigidez, permiten extruir tubos y perfiles huecos con una variación de espesor mucho menor en comparación con el prensado a través de matrices simples.

Los beneficios de este proceso son los siguientes:

• elimina la pérdida de metal para obtener una cavidad en una palanquilla sólida;
• se hace posible utilizar prensas sin sistema de perforación;
• la variación del espesor longitudinal y transversal de los productos prensados ​​huecos se reduce debido a una aguja corta rígidamente fijada;
• se vuelve disponible para obtener productos de gran longitud por el método de prensado semicontinuo con el plegado de un producto de prensa en una bahía;
• mejora la calidad de la superficie interior de los perfiles debido a la ausencia de lubricantes;
• se hace posible presionar varios perfiles a la vez, con la configuración más diversa.

Sin embargo, cuando se utiliza un esquema de prensado de este tipo, se deben tener en cuenta una serie de desventajas, entre las cuales las principales son un gran residuo de prensado y la presencia de soldaduras que son menos fuertes que el metal base, así como el alto costo de troqueles y baja productividad del proceso.

Todos los troqueles combinados constan de un cuerpo de troquel o manguito de troquel y un divisor con una aguja. La matriz y la aguja forman canales, cuyas secciones transversales corresponden a la sección transversal de los productos de prensa. En la fig. 5.12 muestra que en una pieza sólida 4, colocado en un recipiente 3, del carnero de la prensa 1 a través de la prensa 2 la presión se transfiere desde el cilindro de trabajo de la prensa.

Metal de la pieza a presión 4, pasando a través del divisor sobresaliente 7, se divide en dos corrientes, que luego ingresan a la zona de soldadura común 8 (el flujo de metal se muestra con flechas), fluyen alrededor del divisor y, bajo la influencia de altas temperaturas y presiones, se sueldan en una tubería 9, con costuras a lo largo de todo el largo. Tal matriz también se llama caña.

En la fig. 5.13. se presenta el esquema de montaje de una herramienta de prensado (tool setting), que se utiliza para prensar un tubo utilizando una matriz combinada.

Arroz. 5.12. Esquema de prensado de una tubería a través de una matriz combinada de un solo canal con un divisor sobresaliente: 1 - sello de prensa; 2 - arandela de prensa; 3 - envase; 4 - espacio en blanco; 5 - cuerpo de matriz; 6 - matriz; 7 - divisor sobresaliente;

• 8 - zona de soldadura; 9 - tubo

Arroz. 5.13. Ajuste de herramienta para prensar un tubo a través de un troquel combinado de un solo canal con un divisor sobresaliente: 1 - sello de prensa; 2 - envase; 3 - arandela de prensa; 4 - matriz; 5 - carcasa de matriz; 6 - insertar; 7 - soporte de matriz; 8 - guía; 9 - tubo

Las matrices combinadas de diferentes diseños permiten obtener no solo tuberías, sino también perfiles con una, así como con varias cavidades de varias formas, tanto simétricas como asimétricas, que no se pueden producir presionando en matrices simples. En la fig. 5.14 muestra un troquel combinado de cuatro canales para prensar un perfil de forma compleja.

Arroz. 5.14. Matriz cuádruple combinada (un) y la forma del perfil prensado (b)

Una condición necesaria para obtener soldaduras fuertes es también el uso de tales modos de temperatura y velocidad de prensado, a los cuales la temperatura del metal en la zona plástica llega a ser lo suficientemente alta para el fraguado en las soldaduras, y la duración del contacto de las superficies a soldar. asegura la ocurrencia de procesos de difusión que contribuyen al desarrollo y fortalecimiento de los enlaces metálicos. Además, el cumplimiento de condiciones de deformación que garanticen una alta presión hidrostática en la zona de soldadura también asegura una buena calidad de la soldadura.

Prensado a través de un troquel multicanal

La extrusión de metal, que utiliza matrices con hasta 20 canales (Fig. 5.15), y en ocasiones más, se denomina prensado multicanal. La transición del prensado de un solo canal a multicanal debido a un aumento en la sección transversal total de los productos prensados ​​simultáneamente y una disminución en el alargamiento total en los mismos tamaños de pieza de trabajo y tasas de salida iguales reduce la duración del proceso de prensado, reduce la presión de prensado total y el efecto térmico de la deformación, y también conduce a un aumento en el área total de la superficie de contacto en los canales de matriz.

Reemplazar el prensado de un solo canal por el prensado de varios canales es beneficioso en las siguientes condiciones:

• aumentará la productividad;
• la fuerza nominal de la prensa utilizada es muchas veces mayor que la requerida para presionar un perfil dado a través de un canal;
• se requiere limitar el aumento de la temperatura del metal en la zona de deformación;
• es necesario obtener perfiles con un área de sección transversal pequeña.

Las características del flujo de metal durante el prensado multicanal son que el volumen del metal prensado, cuando se acerca a la matriz, se divide en flujos separados (según el número de canales), y las tasas de flujo de salida de cada canal de la matriz serán sé diferente. Por lo tanto, cuanto más lejos del centro de la matriz estén los ejes de los canales de la matriz, más corta será la longitud de los productos de prensa resultantes. Tal prensado se caracteriza por un dibujo medio A, cf:

^p = -^r. (5.11)

en

donde E’k es el área de la sección transversal del contenedor; - área de la sección transversal del canal en la matriz; PAG- el número de canales en la matriz.

En el prensado multicanal, a medida que la arandela de la prensa se mueve hacia la matriz, las tasas de flujo de salida a través de los distintos canales cambian continuamente. Para igualar las velocidades del flujo de salida de los diferentes canales y obtener productos prensados ​​de una longitud determinada, los canales de la matriz están dispuestos de cierta manera. Los valores de las velocidades de flujo de salida estarán cerca si los centros de los canales están ubicados uniformemente a lo largo de toda la circunferencia con el centro en el eje de la pieza de trabajo. Si los canales están ubicados en varios círculos concéntricos, entonces el centro de cada canal debe coincidir con el centro de gravedad de las celdas iguales de la cuadrícula aplicada a la superficie final de la matriz. Las celdas deben estar dispuestas simétricamente alrededor del eje.

Además del método de prensado ya considerado utilizando matrices combinadas (ver Fig. 5.14), el prensado multicanal también se utiliza en la producción de perfiles asimétricos o con un plano de simetría para reducir las irregularidades de deformación (ver Fig. 5.15).

El esquema de montaje de la herramienta de prensado (ajuste de la herramienta) para el prensado multicanal se muestra en la fig. 5.16.

Arroz. 5.15.

Arroz. 5.16. Esquema de ajuste de herramientas para prensado multicanal en una prensa horizontal: 1 - sello de prensa; 2 - arandela de presión; 3 - preparación; 4 -

5 - matriz; 6 - titular de la matriz

En aquellos casos en los que no sea posible prensar un perfil de gran diámetro en más de una rosca para un determinado tamaño del contenedor de prensa, es recomendable prensar este perfil simultáneamente con uno o dos perfiles de pequeño diámetro para aumentar la productividad del prensa.

Equipo de prensado

Como equipo para prensar, las prensas accionadas hidráulicamente, que son máquinas de acción estática, son las más utilizadas. Las prensas hidráulicas tienen un diseño simple y al mismo tiempo pueden desarrollar fuerzas significativas con la ayuda de un fluido a alta presión (emulsión de agua o aceite mineral). Las principales características de las prensas hidráulicas son la fuerza nominal Rn, carrera de trabajo y velocidad de movimiento de la traviesa de prensado, así como las dimensiones del recipiente. La fuerza nominal de la prensa se determina como el producto de la presión del líquido en el cilindro de trabajo de la prensa y el área (o la suma de las áreas) del émbolo. La velocidad de la carrera del émbolo de la prensa se regula fácilmente cambiando la cantidad de fluido suministrado a los cilindros. Las prensas con accionamiento mecánico de un motor eléctrico para prensar metal se usan con menos frecuencia.

Una instalación típica de prensa hidráulica consta de una prensa I, tuberías II, controles III y un accionamiento IV (Fig. 5.17).

El diseño de la prensa hidráulica incluye un marco 1, sirviendo para cerrar las fuerzas desarrolladas, el cilindro de trabajo 2, en el que se desarrolla la presión del fluido, el émbolo 3, percibir esta presión y transmitir esta fuerza a través de la herramienta 4 en la pieza de trabajo 5. Para realizar la carrera inversa en prensas hidráulicas, se proporcionan cilindros de retorno 6.

El accionamiento de prensas hidráulicas es un sistema que permite la producción de fluidos a alta presión y su acumulación. El accionamiento puede ser bombas o estaciones de bombeo y almacenamiento. Las bombas se utilizan como accionamiento individual en prensas de baja y media potencia, operando a bajas velocidades. Para prensas potentes o un grupo de prensas, se usa un accionamiento de bomba-acumulador, que se diferencia de un accionamiento de bomba individual en que se agrega un acumulador a la red de alta presión: un cilindro para acumular líquido a alta presión. A medida que funcionan las prensas, el líquido en el acumulador se consume periódicamente y se acumula nuevamente. Tal accionamiento proporciona una alta velocidad de movimiento de la herramienta y la fuerza necesaria de la prensa.

Según el propósito y el diseño de la prensa, se dividen en perfil de barra y perfil de tubería, según su ubicación, en vertical y horizontal. A diferencia de las prensas de perfil de barra, las prensas de perfil de tubo están equipadas con un accionamiento de aguja independiente (sistema de perforación).

Según el método de prensado, las prensas se dividen en prensas para prensado directo e inverso, y según la fuerza, se dividen en pequeñas (5-12,5 MN), medianas (15-50 MN) y grandes (más de 50 MN). ) presiones de fuerza.

Arroz. 5.17. Esquema de instalación de prensa hidráulica: I - prensa; II - tuberías; III - órganos de gobierno; IV - conducir; 1 - cama; 2 - cilindro; 3 - émbolo; 4 - herramienta; 5 - en blanco; 6 - cilindros de retorno

Las plantas domésticas que procesan metales no ferrosos y aleaciones utilizan principalmente prensas verticales con una fuerza de 6-10 MN y horizontales - 5-300 MN. Las empresas extranjeras utilizan prensas verticales con un rango de fuerza de 3 a 25 MN y horizontales con fuerzas de 7,5 a 300 MN.

La composición de la mayoría de las instalaciones de prensa, además de la propia prensa, incluye dispositivos para calentar y transferir lingotes del horno a la prensa, así como equipos ubicados en el lado de salida del producto de la prensa: un refrigerador, mecanismos para enderezar , productos de corte y bobinado.

La comparación de prensas verticales y horizontales revela las ventajas y desventajas de cada uno de estos tipos de equipos. Así, debido a la pequeña carrera del émbolo principal, las prensas verticales superan significativamente a las horizontales en términos de número de prensas por hora. Debido a la disposición vertical de las partes móviles, estas prensas son más fáciles de centrar, tienen mejores condiciones para trabajar con lubricación de contenedores, lo que les permite producir tuberías con paredes más delgadas y con menor variación en el espesor de pared. En las empresas para el procesamiento de metales no ferrosos, las prensas verticales se utilizan sin sistema de perforación y con sistema de perforación. Ambos tipos de prensas se utilizan principalmente para producir tubos de longitud y diámetro limitados de 20 a 60 mm. Para las prensas del primer tipo, se utiliza un tocho hueco, que se gira a lo largo del diámetro exterior para reducir la variación en el espesor de la pared del tubo. Para prensas con sistema de perforación, se utiliza una pieza en bruto sólida, cuyo firmware se realiza en una prensa. En la fig. 5.19.

Después de cada operación de presión, el control deslizante 12 con la ayuda de un cilindro hidráulico, se mueve hacia la derecha, el producto se corta y la matriz con el residuo de la prensa rueda hacia el contenedor a lo largo del control deslizante. La carrera inversa del émbolo principal se realiza gracias al cilindro. 14, fijo en la cama. El diseño de la prensa vertical permite 100-150 prensados ​​por hora.

Sin embargo, a pesar de esto, las prensas horizontales se han generalizado debido a la posibilidad de prensar productos más largos, incluidos aquellos con una gran sección transversal. Además, este tipo de prensa es más fácil de trabajar con herramientas de automatización. En la fig. 5.19 y 5.20 son prensas horizontales de perfil de barra y de tubo.

Las prensas de perfil de barra tienen un diseño más simple que las prensas de perfil de tubo, principalmente porque no incluyen un dispositivo de perforación. En el diseño mostrado en la Fig. Prensa 5.19 contenedor móvil incluido 3, capaz de moverse debido a los cilindros de movimiento del contenedor 9 a lo largo del eje de la prensa, cilindro principal 6, en el que ingresa un líquido a alta presión, que asegura la creación de una fuerza de presión transmitida a través de un pistón de presión 10 y una arandela de presión en la pieza de trabajo. Con la ayuda de los cilindros de retorno 7 debido al fluido a baja presión, el travesaño móvil se mueve 8. En tales prensas, también se pueden prensar tuberías, pero para esto, se debe usar un tocho hueco o, con un tocho sólido, presionar a través de una matriz combinada.

La base masiva de la prensa de tubería (ver Fig. 5.21) es la losa de cimentación 12, en el que el frente 1 y travesaños traseros 2, que están conectados por cuatro poderosas columnas 3. Estas partes de la prensa soportan la carga principal durante el prensado. El cilindro principal, con cuya ayuda se genera la fuerza de presión de trabajo, y el cilindro de retorno, diseñado para mover el pistón de la prensa a su posición original, están fijados en el travesaño trasero. 2.

Arroz. 5.18. Vista general de la prensa vertical: 1 - cama; 2 - cilindro maestro; 3 - émbolo principal; 4 - travesaño móvil; 5 - cabeza; 6 - sello de prensa; 7 - aguja; 8 - envase; 9 - porta contenedores; 10- matriz; 11- lámina; 12 - deslizador; 13 - cuchillo; 14 - cilindro; 15 - soportes

13 12 11 10 9 en

Arroz. 5.19. Vista general de la prensa de perfil de barra horizontal: 1 - placa de matriz; 2 - Columna; 3 - envase;

• 4 - porta contenedores; 5 - presionar transversal; 6 - cilindro maestro; 7 - cilindro de retorno; 8 - travesaño trasero;
• 9 - cilindro de movimiento de contenedores; 10 - sello de prensa; 11- nodo matriz; 12 - travesaño delantero; 13 - cama de prensa
• 11 10 1 8

• 9 4 5 3 16 7 8
• 13 Para

Arroz. 5.20. Vista general de la prensa de tubos horizontales: 1 - travesaño delantero; 2 - travesaño trasero; 3 - Columna; 4 - nodo matriz; 5 - contenedor; 6 - cilindro; 7 - mesa de recepción; 8 - puerta de cuña; 9 - cilindro hidráulico; 10 - vio; 11 - tijeras; 12 - plato base; 13 - cilindro maestro; 14 - émbolo principal; 15 - travesaño móvil; 16 - sello de prensa; 17 - caña; 18 - el vástago del sistema de perforación; 19 - atravesar el sistema de firmware; 20 - émbolo; 21 - cilindro

sistema de firmware; 22 - aguja

En el diseño descrito de la prensa, el travesaño trasero es integral con el cilindro principal. 13. Travesaño móvil 15 con sello de prensa 16 conectado al cuello frontal del émbolo principal 14. Vástago móvil 18, fijo en un travesaño móvil 19 sistema de perforación, ingresa a la cavidad del émbolo principal y su vástago 7 7. En el canal de la varilla hueca móvil 18 hay una tubería a través de la cual se suministra agua para enfriar la aguja perforante 22. El agua de refrigeración de la aguja se descarga a través del canal de la varilla hueca. Todo el sistema telescópico está encerrado en la carcasa del vástago 77. A su vez, la traviesa está fijada en el émbolo. 20 cilindro de firmware 21. travesía perforante 19 y tallo 18 al perforar se mueven de forma autónoma respecto al émbolo principal, y al presionar se mueven de forma sincronizada con el mismo. nodo matriz 4 con contenedor contiguo 5 a través de la puerta de cuña 8 se apoya en el travesaño delantero. La compuerta de cuña está equipada con un cilindro hidráulico 9. Al separar el residuo de la prensa y cambiar el troquel, la boquilla con el soporte del troquel se retira del travesaño mediante un cilindro 6, que está montado en el marco de la mesa de recepción 7. El producto se corta del residuo de la prensa con una sierra 10 o tijeras 77. La sierra se eleva o baja por medio de cilindros accionados por aceite hidráulico para completar la operación de corte.

El prensado de tubos en una prensa de tubos consta de las siguientes operaciones. La pieza de trabajo, calentada en el horno, rueda por los canales hasta la mesa intermedia, se envuelve en lubricante y se transfiere a la bandeja. Frente al lingote, en la misma bandeja frente al tocho, se instala una arandela de extrusión y se desplaza la bandeja al nivel del contenedor 5 hasta que el eje del lingote quede alineado con el eje del contenedor. Después de eso, la pieza de trabajo con una arandela de prensa usando un sello de prensa 16 émbolo del cilindro maestro de ralentí 14 embutido en un recipiente calentado. Para detener el travesaño móvil 75 en el momento de alcanzar una altura predeterminada por el residuo de la prensa frente al contenedor, se instala un limitador de carrera. Luego, bajo la acción del fluido a alta presión en el cilindro del sistema de perforación 21 se realiza un trazo de trabajo y la pieza de trabajo se cose con una aguja 22. El prensado de la tubería mediante la extrusión del metal en el espacio entre el canal de la matriz y la aguja se realiza mediante la presión del ariete de la prensa. 16 a través de la arandela de presión sobre la pieza de trabajo debido al fluido a alta presión en el cilindro principal. Al final del ciclo de prensado, los travesaños de perforado y prensado retroceden a la posición más retrasada, el contenedor se retrae para permitir el paso de la sierra 10, que es alimentado por cilindros hidráulicos, corta el residuo de la prensa y se retrae a su posición original. Esto es seguido por operaciones para eliminar los residuos de la prensa con el resto de la tubería y separarlos con unas tijeras 77. Luego se extrae la aguja para su enfriamiento y lubricación.

De acuerdo con la tecnología de prensado, la prensa hidráulica también debe contar con mecanismos auxiliares que permitan realizar operaciones tales como la alimentación del lingote al horno de calentamiento, el corte y limpieza de los residuos de la prensa, el transporte de las barras prensadas y su acabado y, si es necesario, , tratamiento térmico. Típico de las prensas modernas es su mecanización y automatización completas con control de programa para las operaciones principales y auxiliares, desde la alimentación de la pieza de trabajo hasta el horno de calentamiento, el proceso de prensado en sí mismo y terminando con el envasado de productos terminados.

herramienta de prensa

Las partes principales de la herramienta de prensado.

El conjunto de herramientas instaladas en la prensa se denomina ajuste de herramientas, cuyo diseño varía según el dispositivo de la prensa y el tipo de productos prensados.

Para prensar en prensas hidráulicas, se utilizan varios tipos de ajustes, que difieren según el tipo de productos de prensa, el método de prensado y el tipo de equipo de prensado utilizado.

Por lo general, las configuraciones de herramientas son sistemas que consisten en un conjunto de matriz, contenedor y pistón de prensa o conjunto de matriz, contenedor, mandril y pistón de prensa y difieren en el diseño del conjunto de matriz o la inserción de un mandril. Uno de los principales tipos de reglaje de herramientas se muestra en la Fig. 5.21.

En las prensas hidráulicas, las principales herramientas de prensado son matrices, portamatriz, agujas, arandelas de prensa, matrices de prensa, portaagujas y contenedores.

En comparación con las prensas de perfil de barra, los ajustes de herramientas utilizados en las prensas de perfil de tubo tienen sus propias características asociadas con la presencia de piezas necesarias para perforar una palanquilla sólida.

La herramienta de las prensas hidráulicas se divide condicionalmente en partes de una unidad móvil y partes de una unidad fija. Un conjunto fijo en prensado directo incluye un recipiente y un dispositivo de fijación de troqueles, que no se mueven con el metal prensado durante la extrusión de los productos.

La composición de la unidad móvil incluye un sello de presión, una arandela de presión, un portaagujas y una aguja. Tal división de la herramienta es recomendable para analizar las condiciones de su operación, métodos de fijación y mantenimiento.

Al considerar los problemas de resistencia y durabilidad de la herramienta, una herramienta de trabajo muy cargada para el prensado en caliente de metales se puede dividir en dos grupos.

Arroz. 5.21. Esquema de reglaje de herramientas para prensado directo en una prensa horizontal: 1 - sello de prensa; 2 - arandela de presión; 3 - preparación; 4 - funda interior del contenedor; 5 - matriz; 6 - soporte de matriz

El primer grupo incluye piezas que están en contacto directo con el metal durante el proceso de prensado: agujas, matrices, arandelas de prensa, portamatriz y camisas interiores de contenedores. El segundo grupo incluye casquillos intermedios y exteriores de contenedores, sellos de prensa, cabezas de portamatriz o tableros de matriz, que no entran en contacto directo con el metal prensado.

La herramienta del primer grupo opera bajo las condiciones más severas, sujeta a altas tensiones (hasta 1000-1500 MPa), cargas alternas cíclicas, exposición a altas temperaturas, acompañadas de bruscas sobretensiones y cambios de temperatura, intensa acción abrasiva del metal deformable, etc.

Las características de funcionamiento de la herramienta que pertenece al primer grupo se explican por el hecho de que el costo de la herramienta de este grupo puede alcanzar el 70 - 95% de todos los costos de la herramienta de trabajo de una prensa típica. Aquí se consideran los principales diseños de las piezas incluidas en la herramienta de prensado.

Sirve como receptor del lingote calentado. Durante el proceso de extrusión, toma toda la presión del metal prensado en condiciones de intensa fricción a alta temperatura. Para asegurar

Los contenedores de resistencia suficiente chsniya están compuestos de dos a cuatro bujes. En términos de dimensiones, el contenedor es la parte más grande del conjunto de herramientas de prensa, cuya masa puede alcanzar las toneladas 100. Un diseño típico de un contenedor de tres capas se muestra en la fig. 5.22.

1 2

Arroz. 5.22. Envase: 1 - manguito interior; 2 - manga media; 3 - funda exterior; 4 - orificios para varillas de cobre del calentador de contenedores

Titular de la matriz bloquea el lado de salida del contenedor y entra en conexión con él a lo largo de la superficie cónica. En la parte central del portamatriz hay un nido para depositar la matriz. Las matrices se instalan desde el extremo del portamatriz o desde su lado interior. La superficie de contacto cónica del portamatriz con el contenedor experimenta cargas pesadas, por lo tanto, los portamatriz están hechos de aceros para matriz resistentes al calor con características de alta resistencia.

(38KhNZMFA, 5KhNV, 4Kh4NVF, etc.).

Sello de prensa transfiere la fuerza del cilindro principal al metal prensado y percibe la carga completa de la presión de prensado. Para proteger el extremo del ariete de la prensa del contacto con la pieza de trabajo calentada, se utilizan arandelas de prensa reemplazables que no están sujetas al ariete de la prensa y que, después de cada ciclo de prensado, se retiran del contenedor junto con los residuos de la prensa para su separación y uso en el siguiente. ciclo. La excepción es el prensado semicontinuo, en el que la arandela de prensa se fija en el pistón de prensa y, una vez finalizado el ciclo, vuelve a su posición original a través de la cavidad del recipiente. En función de las condiciones de funcionamiento, las matrices de prensa están fabricadas con aceros aleados forjados con características de alta resistencia (38KhNZMFA, 5KhNV, 5KhNM, 27Kh2N2MVF).

En la práctica del prensado se utilizan troqueles de prensa de barras y tubos. Los cilindros de prensa de sección maciza se utilizan para prensar perfiles macizos, así como tubos en prensas de perfil de barra con un mandril móvil fijado en el cilindro de prensa y que se mueve con él. El diseño de los troqueles de prensa se muestra en la fig. 5.23.

En el extremo no operativo del pistón de la prensa hay un vástago que sirve para sujetar el pistón de la prensa al travesaño de la prensa. Los sellos de prensa se fabrican tanto macizos como prefabricados. El uso de troqueles prefabricados permite utilizar piezas forjadas de menor diámetro para su fabricación.

El objetivo principal de los trabajadores. lavadora de prensa es excluir el contacto directo entre el ariete de la prensa y la pieza de trabajo calentada. Las arandelas de presión en el proceso de deformación perciben la presión de prensado total y están sujetas a una carga de temperatura cíclica, por lo que están hechas de piezas forjadas de aceros para matrices (5KhNM, 5KhNV, 4Kh4VMFS, ZKh2V8F, etc.).

Arroz. 5.23. Troqueles de prensa: un - sólido; b - hueco

Portaagujas está diseñado para asegurar la aguja y transferirle fuerza desde el travesaño móvil del dispositivo de perforación, al vástago del cual está unido por una sección roscada.

La herramienta para flashear una pieza de trabajo se llama aguja, y para la formación de una cavidad interna en tuberías y perfiles huecos - ánima. A veces, estas funciones son realizadas por una herramienta. Al prensar una palanquilla hueca, el mandril se fija en un pistón de prensa (presionando con una aguja móvil en una prensa de perfil de barra) o en un portaagujas (presionando en una prensa de perfil de tubo con un sistema de perforación). Al prensar perfiles huecos de un tocho sólido, la aguja del mandril es una parte integral de la matriz combinada.

Para la fabricación de agujas se utilizan aceros como KhN62MVKYU, ZhS6K, 5KhZVZMFS, ZKh2V8F, 4Kh4VVMFS, ZKh2V8F, entre otros. 5.24 muestra esquemáticamente las agujas de las prensas verticales y horizontales utilizadas en el prensado de tubos y perfiles de sección transversal constante.

Arroz. 5.24. Agujas: un - prensa vertical; b - prensa horizontal

La parte de una herramienta de prensado que, al ser presionada, proporciona un perfil de las dimensiones requeridas y la calidad de su superficie se denomina matriz. Por lo general, la matriz está hecha en forma de disco con un canal cortado, cuya forma de sección transversal debe corresponder a la sección del perfil prensado. El diámetro de la matriz depende de las dimensiones del recipiente y la pieza de trabajo, y el grosor de la matriz se elige según el diseño y las consideraciones tecnológicas.

El dado opera bajo condiciones extremadamente severas de altas temperaturas y fuerzas específicas con oportunidades mínimas de lubricación y enfriamiento. Esta parte se considera la más crítica y la más sujeta a desgaste de todas las partes incluidas en el conjunto de la herramienta de presión. Según el número de orificios, las matrices son monocanal y multicanal. El número de orificios en la matriz está determinado por el tipo de producto y la productividad requerida de la prensa. Según el diseño de la matriz, se dividen en dos grupos: el primero está destinado a obtener productos de sección transversal sólida o perfiles huecos prensados ​​​​por el método de la tubería a partir de un tocho hueco, y el segundo se utiliza para prensar perfiles huecos. de un tocho sólido y es una combinación de una matriz con un mandril (matriz combinada). La matriz forma el contorno del producto prensado y determina su precisión dimensional y calidad superficial.

Para prensar la mayor parte de las tuberías y varillas de metales no ferrosos y aleaciones, se utilizan varios tipos de matrices, algunas de las cuales se muestran en la Fig. 5.25.

Arroz. 5.25. Tipos de matriz: un- departamento; b - radiales; en - selección nacional:

1 - insertar; 2 - clip; g - cónica: 3 - cono de trabajo; 4 - cinturón de tamaño

La superficie de la parte de compresión de la zona plástica de la matriz desde el lado del metal que ingresa puede tener una forma diferente. Se ha establecido por la práctica que el ángulo óptimo del cono de entrada en el canal de la matriz es de 60-100°. Con un aumento en el ángulo del cono, aparecen zonas muertas, que reducen la posibilidad de que partes contaminadas del lingote ingresen al producto.

El producto adquiere sus dimensiones finales al pasar por una banda de encolado, cuya longitud está determinada por el tipo de metal prensado. A menudo, para aumentar la vida útil, la matriz se hace desmontable y el cinturón está hecho de aleaciones duras.

Las matrices están hechas de aceros resistentes al calor y para matrices (ZKh2V8F, 4KhZM2VFGS, 4Kh4NMVF, 30Kh2MFN) y los insertos de matriz de aleaciones duras (VK6, VK15, ZhS6K). Las matrices de acero se encuentran directamente en las matricesdsrzhatsle. Al prensar aleaciones de aluminio, las matrices se someten a nitruración para reducir la fricción y la adherencia.

Las matrices hechas de aleaciones duras y resistentes al calor también se utilizan en forma de insertos. 1, montado en clips 2 (Figura 5.26, en), lo que permite no solo ahorrar materiales costosos, sino también aumentar la durabilidad de las matrices.

Para prensar perfiles huecos, se utilizan matrices combinadas (Fig. 5.26), cuyos diseños difieren en la forma y el tamaño de la zona de soldadura y la geometría del divisor. Todos los diseños de matrices combinadas, según la cantidad de productos prensados ​​​​simultáneamente, se dividen en monocanal y multicanal.

Arroz. 5.26. Matrices combinadas: un- una matriz con un divisor sobresaliente:

1 - Soporte de ayuda; 2 - peine divisor; 3 - aguja; 4 - buje de matriz; 5 - cuerpo; b- matriz prefabricada: YO- divisor; 2 - matriz; 3 - recubrimiento; 4 - portamatriz; 5 - clip; 6 - anillo de soporte; 7 - pasador; 8 - aguja divisoria

Las matrices monocanal, según el diseño, tienen diferentes tipos de divisores (sobresalientes, semiempotrados, empotrados, planos), pudiendo ser también cápsula y puente. Una matriz con un divisor sobresaliente (Fig. 5.26, un) tiene acceso libre de metal a la zona de soldadura. La sección divisoria de dicha matriz tiene la forma de una elipse. Al presionar a través de una matriz de este tipo, el residuo de la prensa se elimina después de cada ciclo arrancándolo del embudo de la matriz o presionando la siguiente pieza de trabajo. Esta operación se realiza mediante una brusca retirada del recipiente de la matriz.

En la mayoría de los casos, las matrices combinadas se hacen prefabricadas (Fig. 5.26, b). Esto facilita su mantenimiento y permite reducir el coste de su fabricación.

Los equipos y herramientas de prensado se mejoran constantemente, lo que permite aumentar la eficiencia de este tipo de conformado de metales.

Fundamentos de la tecnología de prensado

La construcción del proceso de prensado incluye: selección del método de prensado; cálculo de los parámetros de la pieza de trabajo (forma, dimensiones y método de preparación para el prensado); justificación del método y rango de temperatura de calentamiento de palanquilla; cálculos de velocidad de prensado y caducidad, así como fuerza de prensado; selección de equipos auxiliares para tratamiento térmico, enderezado, conservación, así como el nombramiento de una operación de control de calidad para productos prensados.

En la tecnología de prensado, en primer lugar, se analiza un dibujo de la sección transversal de un producto de prensa determinado y se selecciona el tipo de prensado y el tipo de equipo correspondiente. En esta etapa se toman en cuenta como datos iniciales el grado de aleación, la longitud de entrega del perfil, coordinando todos los cálculos con documentos normativos tales como especificaciones técnicas para perfiles extruidos, elaborados en base a las normas vigentes del estado y de la industria, así como requisitos adicionales acordados entre el proveedor y el consumidor.

Para seleccionar el método de prensado y su variedad, es necesario analizar los datos iniciales y los requisitos de los productos, teniendo en cuenta el volumen de producción y el estado de entrega de los productos al cliente. El análisis también debe evaluar las capacidades técnicas del equipo de prensado existente, así como la ductilidad del metal prensado en el estado prensado.

En la práctica de la producción de prensas, se utiliza con mayor frecuencia el prensado directo e inverso. Para perfiles de gran longitud de entrega y con un mínimo valor de heterogeneidad estructural, se recomienda utilizar el método de prensado inverso. En todos los demás casos, se utiliza el método directo, especialmente para productos con una sección transversal mayor, hasta dimensiones que se aproximan a las dimensiones de la sección transversal de la manga del contenedor.

En la fig. 5.27.

Arroz. 5.27.

La pieza de trabajo para prensar se puede moldear o deformar, y sus parámetros se determinan a partir de la suma de las masas del producto de prensa y los desechos en la etapa de prensa. El diámetro de la pieza de trabajo se calcula en función del área de la sección transversal del producto moldeado, que es aceptable para la aleación de estirado extruido en relación con el tipo de pieza de trabajo (lingote o producto semiacabado deformado) y la fuerza de presión. Para moldes que no sufran más deformación, la caída mínima debe ser de al menos 10, y para moldes que se procesan más, este valor se puede reducir a aproximadamente 5. La caída máxima está determinada por la fuerza de presión, la durabilidad de la herramienta de presión y la ductilidad del metal prensado. Cuanto mayor sea la plasticidad, mayor será el estiramiento máximo permisible. Los espacios en blanco para prensar barras y tubos suelen tener una relación de longitud a diámetro de 2-3,5 y 1-2,0, respectivamente. Esto se explica por el hecho de que el uso de piezas de trabajo largas al presionar tuberías conduce a un aumento significativo en su diferencia en el grosor de la pared.

En la mayoría de los casos, los lingotes se utilizan como piezas en bruto para el prensado. Por ejemplo, para obtener lingotes a partir de aleaciones de aluminio, en la actualidad se utiliza ampliamente el método de colada semicontinua en molde electromagnético. Los lingotes así obtenidos se distinguen por la mejor calidad de estructura y superficie. Después de la fundición, los lingotes para productos de mayor calidad se someten a un recocido de homogeneización, después de lo cual la estructura de los espacios en blanco se vuelve homogénea, aumenta la plasticidad, lo que permite intensificar significativamente el proceso de prensado posterior y reducir el desperdicio tecnológico.

El torneado y pelado de los lingotes puede eliminar defectos superficiales de origen de fundición. Sin embargo, el posterior calentamiento de los lingotes conduce a la formación de una capa de cascarilla, que reduce la calidad de los productos moldeados. En este sentido, uno de los más efectivos es el método de decapado en caliente de palanquillas, que consiste en que el lingote, después del calentamiento, se empuja a través de una matriz de decapado especial, cuyo diámetro es menor que el diámetro del lingote. por el valor de la capa superficial despellejada (Fig. 5.28).

12 3 4 5 6 7 8 9

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Arroz. 5.28. Esquema de especulación de lingotes: 1 - sello de prensa; 2 - prisma alimentador; 3 - lingote; 4 - manguito de guía de engaste; 5 - capa de cuero cabelludo; 6 - matriz de escalpeo; 7 - punto de unión de la matriz de escalpeo; 8 - guía de salida; 9 - mesa de rodillos de descarga

El desbastado se lleva a cabo en instalaciones separadas ubicadas entre la prensa y el dispositivo de calentamiento, o directamente en la entrada del contenedor de la prensa.

La temperatura del metal durante el prensado debe elegirse de modo que el metal en la zona de deformación se encuentre en un estado de máxima plasticidad. El aluminio y sus aleaciones se prensan a temperaturas de 370-500 °C, el cobre y sus aleaciones a 600-950 °C, las aleaciones de titanio y níquel a 900-1200 °C y el acero a 1100-1280 °C.

La temperatura del metal durante el prensado y el caudal son los principales parámetros tecnológicos del proceso. Por lo general, ambos parámetros se combinan en un concepto de régimen de temperatura-velocidad, que determina la estructura, las propiedades y la calidad de los productos prensados. La estricta observancia del régimen de temperatura y velocidad es la base para obtener productos de alta calidad. Esto es especialmente importante para el prensado de aleaciones de aluminio, que se prensan a velocidades mucho más bajas que las aleaciones de cobre.

Los principales tipos de tratamiento térmico de los productos de prensa son: recocido, endurecimiento, envejecimiento.

Después del prensado y el tratamiento térmico, los productos prensados ​​pueden tener distorsiones en la longitud y en la sección transversal. Para eliminar la distorsión de la forma de los productos prensados, se utilizan máquinas estiradoras y enderezadoras, máquinas laminadoras de tubos y máquinas enderezadoras de rodillos.

Para dar a los productos de prensa una apariencia comercial, se trata su superficie, como resultado de lo cual se eliminan los lubricantes, las incrustaciones y diversos defectos superficiales. Un lugar especial en estas operaciones, llamadas acabados, se le da al grabado. Para una serie de productos prensados, principalmente de aleaciones de aluminio, se lleva a cabo el anodizado (el proceso de creación de una película en la superficie de los productos prensados ​​por polarización en un medio conductor) con fines decorativos, así como también como recubrimiento protector. El proceso tecnológico de anodizado de productos prensados ​​consiste en las operaciones de desengrasado, grabado, lavado, abrillantado, anodizado, secado y aplicación de una película anódica.

El corte de productos de prensa a longitudes y el corte de muestras para pruebas mecánicas se realizan de varias maneras. El corte más común en las sierras circulares son los cortadores de corte.

Tras el corte y aceptación por parte del servicio del departamento de control técnico, la mayor parte de los productos prensados ​​se conservan y envasan en contenedores. Un paquete engrasado de productos de prensa se coloca en un sobre grueso hecho de papel engrasado, lo que elimina el contacto directo entre el metal y la madera y la penetración de humedad en el metal.

Preguntas de control y tareas para el capítulo 5

• 1. Defina el término "prensado" y explique la esencia de este proceso.
• 2. ¿Qué esquema del estado de tensión se realiza durante el prensado en la zona de deformación?
• 3. Enumerar y comentar las ventajas y desventajas del proceso de prensado en comparación con el laminado de barras y tubos.
• 4. Enumere las áreas más apropiadas para presionar.
• 5. ¿Qué fórmulas se pueden usar para calcular la relación de elongación durante el prensado?
• 6. ¿Cómo se relacionan el grado relativo de deformación y la relación de elongación?
• 7. ¿Cómo, conociendo la velocidad de prensado, es posible determinar la velocidad de caducidad?
• 8. Enumere los principales métodos de prensado.
• 9. Describe las características del prensado directo.
• 10. ¿Cuáles son las ventajas del prensado inverso en comparación con el prensado directo?
• 11. ¿Qué es el prensado semicontinuo?
• 12. ¿Cuál es la característica de diseño de la lavadora de prensa para prensado semicontinuo?
• 13. Describa el principio de prensado continuo de acuerdo con el método de con-

• 14. ¿Cuáles son las etapas del proceso de prensado?
• 15. Describa la formación de un hundimiento de prensa durante el prensado.
• 16. Enumere los patrones principales que determinan el tamaño del residuo de la prensa.
• 17. ¿Qué métodos reducen el tamaño del residuo de la prensa durante el prensado?
• 18. ¿Cuál es el propósito de una aguja de mandril al prensar tuberías?
• 19. Comparación de extrusión de tubería por métodos directos e inversos.
• 20. ¿Cómo se organiza el proceso de prensado de tuberías con soldadura?
• 21. Describa la configuración de la herramienta al presionar tuberías a través de un troquel combinado de un solo canal.
• 22. ¿Cuál es la característica de diseño de la matriz combinada?
• 23. Enumere las características de presionar a través de una matriz multicanal.
• 24. ¿En qué casos es recomendable sustituir el prensado monocanal por el prensado multicanal?
• 25. Proporcione la fórmula para calcular la relación de elongación para el prensado multicanal.
• 26. ¿Por qué es necesario determinar las condiciones de fuerza del prensado?
• 27. ¿Cuáles son los métodos para determinar las condiciones de fuerza del prensado?
• 28. Describir los principales métodos experimentales para determinar las condiciones de fuerza de prensado, sus ventajas y desventajas.
• 29. Nombre y describa métodos analíticos para evaluar la fuerza de presión.
• 30. ¿Cuáles son las componentes de la fuerza total de la prensa?
• 31. ¿Cuáles son los principales factores que afectan la magnitud de la fuerza de presión?
• 32. Enumere los principios básicos por los cuales se eligen las velocidades de prensado.
• 33. Describa el diseño típico de una instalación de prensa hidráulica.
• 34. ¿Qué tipos de prensas hidráulicas se utilizan para prensar?
• 35. Explique el principio de funcionamiento de las prensas hidráulicas de perfil de barra y de tubo.
• 36. ¿Qué se incluye en el kit de herramientas de prensado?
• 37. Describa el propósito y el diseño del contenedor.
• 38. Qué aceros se utilizan para la fabricación de herramientas de prensado.
• 39. ¿Qué tipos de troqueles se utilizan para prensar?
• 40. ¿Cuál es el procedimiento para desarrollar un proceso de prensado?
• 41. ¿Qué operaciones se incluyen en el esquema tecnológico para el prensado de productos moldeados de aluminio?
• 42. ¿Cómo se editan los comunicados de prensa?
• 43. ¿Para qué sirve el anodizado de productos prensados ​​de aluminio?

Prensado - el proceso de obtención de productos al exprimir el metal calentado de una cavidad cerrada (recipiente) a través del orificio de la herramienta (matriz). Hay dos formas de presionar: directo e inverso. En directo prensado(Figura 17, un) el metal se extruye en la dirección del movimiento del punzón. En contrarrestar prensado(Figura 17, b) el metal sale del recipiente hacia el movimiento del punzón.

La pieza de trabajo inicial para el prensado es un lingote o una barra laminada en caliente. Para obtener una superficie de alta calidad después del prensado, las piezas de trabajo se tornean e incluso se pulen.

El calentamiento se realiza en instalaciones de inducción o en hornos-baños en sales fundidas. Los metales no ferrosos se prensan sin calentamiento.

Arroz. 17. Prensado directo (un) y viceversa (b):

1 - contenedor; 2 - punzón; 3 - en blanco; 4 - aguja; 5 - matriz; 6 - perfil

Deformación durante el prensado

Durante el prensado, se realiza un esquema de compresión desigual en todos los sentidos, mientras que no hay tensiones de tracción. Por lo tanto, se pueden prensar incluso aceros y aleaciones con baja ductilidad, como las aleaciones para herramientas. Incluso se pueden prensar materiales tan frágiles como el mármol y el hierro fundido. Así, el prensado puede procesar materiales que, debido a su baja plasticidad, no pueden ser deformados por otros métodos.

Relación de sorteo µ cuando se presiona, puede llegar a 30-50.

herramienta de prensa

La herramienta es un recipiente, un punzón, una matriz, una aguja (para obtener perfiles huecos). El perfil del producto resultante está determinado por la forma del orificio de la matriz; agujeros en el perfil - con una aguja. Las condiciones de trabajo de la herramienta son muy difíciles: alta presión de contacto, abrasión, calentamiento hasta 800-1200 С. Está hecho de aceros para herramientas de alta calidad y aleaciones resistentes al calor.

Para reducir la fricción, se utilizan lubricantes sólidos: polvos de grafito, níquel y cobre, bisulfuro de molibdeno.

Equipo de prensado

Son prensas hidráulicas con punzón horizontal o vertical.

Productos de prensado

Mediante prensado se obtienen perfiles sencillos (círculo, cuadrado) a partir de aleaciones de baja ductilidad y perfiles de formas muy complejas que no se pueden obtener con otros tipos de OMD (Fig. 18).

Arroz. 18. Profesor presionado
o

Beneficios de presionar

La precisión de los perfiles prensados ​​es mayor que la de los perfiles laminados. Como ya se mencionó, puede obtener perfiles de las formas más complejas. El proceso es versátil en cuanto a pasar de un tamaño a otro y de un tipo de perfil a otro. El cambio de herramienta no requiere mucho tiempo.

La capacidad de alcanzar grados de deformación muy altos hace que este proceso sea altamente productivo. Las velocidades de prensado alcanzan los 5 m/s y más. El producto se obtiene en un solo golpe de la herramienta.

Desventajas de presionar

Gran desperdicio de metal balance de prensa(10-20%), ya que no se puede exprimir todo el metal del recipiente; deformación desigual en el contenedor; alto costo y alto desgaste de herramientas; la necesidad de equipos potentes.

Dibujo

Dibujo – producción de perfiles tirando de la pieza de trabajo a través de un orificio que se estrecha gradualmente en la herramienta – en acerca de como.

La pieza de trabajo inicial para dibujar es una barra, un alambre grueso o una tubería. La pieza de trabajo no se calienta, es decir, el dibujo es una deformación plástica en frío.

El extremo de la pieza de trabajo se afila, se pasa a través de la matriz, se captura con un dispositivo de sujeción y se tira (Fig. 19).

Deformación del dibujo

PAG Al dibujar, las tensiones de tracción actúan sobre la pieza de trabajo. El metal debe deformarse solo en el canal cónico de la matriz; No se permite la deformación fuera de la herramienta. La reducción en una pasada es pequeña: dibujar µ = 1,1 ÷ 1,5. Para obtener el perfil deseado, el alambre se pasa a través de varios orificios de diámetro decreciente.

Dado que se lleva a cabo la deformación en frío, el metal se remacha, se endurece. Por lo tanto, entre tirar a través de troqueles adyacentes, recocido(calentamiento por encima de la temperatura de recristalización) en hornos tubulares. Se elimina el endurecimiento y el metal de la pieza de trabajo vuelve a ser dúctil, capaz de deformarse aún más.

Herramienta de dibujo

Y la herramienta es porteo, o morir, que es un anillo con un agujero perfilado. Fabrican matrices a partir de aleaciones duras, cerámicas, diamantes técnicos (para hilo muy fino, con un diámetro inferior a 0,2 mm). La fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo se reduce con lubricantes sólidos. Los mandriles se utilizan para obtener perfiles huecos.

El orificio de trabajo de la matriz tiene cuatro zonas características a lo largo (Fig. 20): I - entrada o lubricación, II - deformación o trabajo, con un ángulo α = 8÷24º, III - calibrador, IV - cono de salida.

La tolerancia del tamaño del cable tiene un promedio de 0,02 mm.

Equipo de dibujo

Existir trefiladoras varios diseños: tambor, cremallera, cadena, accionamiento hidráulico, etc.

molinos de tambor(Fig. 21) se utiliza para estirar alambres, varillas y tuberías de pequeño diámetro, que pueden enrollarse en disturbios.

Los molinos de tambor para estirado múltiple pueden incluir hasta 20 tambores; entre ellos hay troqueles de dibujo y hornos de recocido. La velocidad del alambre está en el rango de 6-3000 m/min.

Cadena dibujo los paises(fig. 22) están destinados a productos de gran sección (barras y tubos). La longitud del producto resultante está limitada por la longitud del marco (hasta 15 m). El trefilado de tuberías se realiza en un mandril.

R
es. 22. Máquina trefiladora de cadenas:

1 - arrastrar; 2 - garrapatas; 3 - carro; 4 - gancho de tracción; 5 - cadena; 6 - rueda dentada principal;

7 - reductor; 8 - motor eléctrico

Productos de dibujo

Mediante trefilado se obtiene un alambre con un diámetro de 0,002 a 5 mm, así como varillas, perfiles perfilados (varias guías, tacos, rodillos ranurados) y tubos (Fig. 23).

Arroz. 23. Perfiles obtenidos por dibujo

ventajas de dibujar

Estos son alta precisión dimensional (tolerancias de no más de centésimas de mm), baja rugosidad superficial, la capacidad de obtener perfiles de paredes delgadas, alta productividad y una pequeña cantidad de desperdicio. El proceso es universal (puede reemplazar la herramienta de manera simple y rápida), por lo que es ampliamente utilizado.

También es importante que sea posible cambiar las propiedades de los productos resultantes debido al endurecimiento por trabajo y al tratamiento térmico.

Desventajas de dibujar

La inevitabilidad del endurecimiento y la necesidad de recocido complican el proceso. La compresión en una pasada es pequeña.

Forjar

Para ovkoy llamada obtención de productos por deformación secuencial de una pieza de trabajo calentada por golpes de una herramienta universal - huelguistas. La pieza de trabajo resultante o producto terminado se llama forjar.

La pieza de trabajo inicial son lingotes o tochos, productos largos de sección simple. Las preformas se suelen calentar en hornos de cámara.

Deformación de forja

La deformación en el proceso de forja sigue el esquema de flujo plástico libre entre las superficies de la herramienta. La deformación se puede realizar secuencialmente en secciones separadas de la pieza de trabajo, por lo que sus dimensiones pueden exceder significativamente el área de los percutores.

La cantidad de deformación expresa forjar:

donde F máximo y F min: se toma el área de la sección transversal inicial y final de la pieza de trabajo, y se toma la relación entre el área más grande y la más pequeña, por lo tanto, la forja siempre es mayor que 1. Cuanto mayor sea el valor de forja, mejor será el metal. falsificado. Algunas de las operaciones de forjado se muestran en la Fig. 25

Arroz. 25. Operaciones de forja:

un- brocha; b- firmware (obteniendo un agujero); en- tala (separación en partes)

Herramienta de forja

La herramienta es universal (aplicable para forjados de varias formas): matrices planas o recortadas y un conjunto de herramientas de respaldo (mandriles, cuñas, perforaciones, etc.).

equipo de forja

Se utilizan máquinas de acción dinámica o de percusión - martillos y máquinas de acción estática - hidráulica prensas.

Los martillos se dividen en neumático, con una masa de piezas en caída de hasta 1 t, y vapor-aire, con una masa de caída de piezas de hasta 8 toneladas Los martillos transfieren la energía del impacto a la pieza de trabajo en una fracción de segundo. El fluido de trabajo en los martillos es aire comprimido o vapor.

Las prensas hidráulicas con una fuerza de hasta 100 MN están diseñadas para procesar las piezas de trabajo más pesadas. Sujetan la pieza de trabajo entre los percutores durante decenas de segundos. El fluido de trabajo en ellos es un líquido (emulsión de agua, aceite mineral).

aplicación de forja

La forja se usa con mayor frecuencia en la producción de una sola pieza y en pequeña escala, especialmente para piezas forjadas pesadas. A partir de lingotes que pesan hasta 300 toneladas, los productos solo se pueden obtener por forja. Estos son ejes de hidrogeneradores, discos de turbinas, cigüeñales de motores de barcos, rodillos de trenes de laminación.

Los beneficios de forjar

Se trata, en primer lugar, de la versatilidad del proceso, que permite obtener una gran variedad de productos. La forja no requiere herramientas complejas. Durante la forja, la estructura del metal mejora: las fibras en la forja están dispuestas favorablemente para soportar la carga durante la operación, la estructura fundida se aplasta.

Desventajas de la forja.

Esto, por supuesto, es la baja productividad del proceso y la necesidad de importantes tolerancias de mecanizado. Las piezas forjadas se obtienen con baja precisión dimensional y alta rugosidad superficial.