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Production

Le pressage permet d'obtenir des produits laminés volumétriques de n'importe quelle coupe transversale, y compris les tuyaux ;
Lors du pressage, la meilleure qualité de la surface de la pièce d'origine est assurée ;
Le pressage assure la plus grande uniformité des propriétés mécaniques du matériau sur toute sa longueur ; Le processus est facilement automatisé et permet une déformation plastique de l'aluminium et de ses alliages en mode continu. Le fournisseur Evek GmbH propose d'acheter de l'aluminium à un prix abordable dans une large gamme. Nous assurerons la livraison des produits partout sur le continent. Le prix est optimal.

Pression avant et arrière

Dans le premier cas, la direction de l'écoulement du métal coïncide avec la direction de déplacement de l'outil de déformation, dans le second, à l'opposé de celle-ci. La force de pressage inverse est supérieure au pressage direct (qu'il soit effectué à froid ou à chaud de l'alliage), mais la qualité de surface produit finiégalement ci-dessus. Par conséquent, pour la production de tiges d'aluminium de précision accrue et élevée, ainsi que de courtes longueurs laminées, le pressage inverse est utilisé, dans d'autres cas, le pressage direct est utilisé ; L'état de contrainte-déformation du métal pendant le pressage est une compression inégale globale, dans laquelle l'aluminium a la ductilité la plus élevée. Par conséquent, cette technologie n’a pratiquement aucune restriction quant aux degrés de déformation maximaux.

Déformation à chaud

Dans la technologie de pressage à chaud, avant le début de la déformation, la pièce est chauffée dans des fours électriques continus spéciaux. La température de chauffage dépend de la qualité de l'alliage d'aluminium. Toutes les autres opérations du procédé technique sont identiques au pressage à froid.

Déformation à froid

Pour les alliages d'aluminium très plastiques (par exemple AD0 ou A00), la déformation est réalisée à froid. Le fil machine en aluminium de section ronde ou carrée est nettoyé des contaminants de surface et des films d'oxyde, généreusement lubrifié et introduit dans la matrice de pressage. Là, il est capté par un tampon de presse, qui le pousse d'abord dans le conteneur, puis, avec une force de pression technologique croissante, dans la matrice dont la section correspond à la section de la tige finale. La direction d'écoulement, comme indiqué précédemment, est déterminée par la méthode de pressage. Comme équipement de production J'utilise des presses hydrauliques spéciales perforatrices de type horizontal.

Modifier

Après la fin du cycle de pressage, la tige d'aluminium est acheminée vers la presse de dressage, où sont éliminés les défauts tels que la courbure de l'axe de la tige due à la présence de contraintes résiduelles dans le métal. Après le redressage vient la coupe aux dimensions et le parage ultérieur de la tige.

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Pressage (extrusion) est un type de formage du métal qui consiste à donner au métal traité une forme donnée en le pressant hors d'un volume fermé à travers un ou plusieurs canaux pratiqués dans un outil de pressage de formage.

Il s'agit de l'un des procédés de formage des métaux les plus avancés, qui permet d'obtenir des produits longs - des profilés extrudés, économiques et très efficaces lorsqu'ils sont utilisés dans des structures.

L'essence du processus de pressage en utilisant le pressage direct comme exemple (Fig. 5.1) est la suivante. Vide 1, chauffé à la température de pressage, placé dans un récipient 2. Du côté sortie du conteneur dans le support de matrice 3 la matrice 5 est placée, formant le contour du produit pressé 4. Par tampon de presse 7 et rondelle de presse 6 La pression est transmise à la pièce depuis le cylindre principal de la presse. Sous l'influence d'une pression élevée, le métal s'écoule dans le canal de travail de la matrice, formant un produit donné.

L'utilisation généralisée du pressage s'explique par l'état de contrainte favorable du métal déformé - compression inégale sur tout le pourtour. Le choix des conditions de température pour le pressage est déterminé principalement par la résistance à la déformation du métal.

Le pressage à chaud est beaucoup plus utilisé que le pressage à froid. Cependant, avec l'augmentation de la production d'aciers à outils à haute résistance, ainsi que la création d'équipements spécialisés puissants, le champ d'application du pressage à froid s'élargit pour les métaux et alliages à faible résistance à la déformation. Habituellement, le cycle de pressage est un processus qui se répète périodiquement (pressage discret), mais de nos jours, les méthodes de pressage sont également utilisées en mode semi-continu et continu, et des processus basés sur la combinaison des opérations de coulée, de laminage et de pressage sont également développés.

Riz. 5.1. Schéma de pressage direct d'un profil solide :

• 1 - vide ; 2 - conteneur ; 3 - porte-matrice ;
• 4 - produit de presse ; 5 - matrice ; 6 - rondelle presse;
• 7 - tampon de presse

Le processus de pressage a de nombreuses variétés, différant par un certain nombre de caractéristiques : la présence ou l'absence de mouvement de la pièce dans le récipient pendant le pressage ; la nature de l'action et la direction des forces de frottement sur la surface de la pièce et de l'outil ; conditions de température ; vitesse et méthodes d'application des forces externes ; forme de la pièce, etc.

La place du pressage dans la fabrication de produits métalliques longs peut être appréciée en comparant le pressage avec des procédés concurrents, qui sont par exemple le laminage de profilés à chaud et le laminage de tubes.

Avec cette comparaison, les avantages du pressage sont les suivants. Lors du laminage, des contraintes de traction importantes apparaissent dans de nombreuses zones de la zone plastique, réduisant la plasticité du métal traité, et lors du pressage, un schéma de compression générale inégale est mis en œuvre, ce qui permet de produire en une seule opération diverses presses des produits qui ne sont pas du tout obtenus par laminage ou sont obtenus, mais grand nombre passages. Le champ d'application du pressage est particulièrement élargi lorsque le degré de déformation par transition dépasse 75 % et que le coefficient d'allongement est supérieur à 100.

En pressant, il est possible d'obtenir des produits de presque n'importe quelle forme de section transversale, et en laminant uniquement des profilés et des tuyaux de configurations transversales relativement simples.

Lors du pressage, il est plus facile de transférer le processus technologique d'obtention d'un type de produit de presse à un autre - il vous suffit de remplacer la matrice.

Les produits pressés ont une taille plus précise que les produits laminés, ce qui est dû au calibre fermé de la matrice contrairement au calibre ouvert formé par la rotation des rouleaux pendant le laminage. La précision du produit est également déterminée par la qualité de la matrice, son matériau et le type de traitement thermique.

En règle générale, des degrés élevés de déformation lors du pressage fournissent un niveau élevé de propriétés du produit.

Le pressage, contrairement au laminage, peut être utilisé pour produire des produits pressés à partir de matériaux à faible plasticité, des produits semi-finis à partir de matériaux en poudre et composites, ainsi que des matériaux composites plaqués constitués, par exemple, de combinaisons d'aluminium-cuivre, d'aluminium- acier, etc

Outre les avantages énumérés, le pressage discret présente les inconvénients suivants :

• la nature cyclique du processus, qui conduit à une diminution de la productivité et du rendement en métal utile ;
• l'amélioration de la qualité des produits pressés nécessite de faibles vitesses de pressage pour un certain nombre de métaux et d'alliages et s'accompagne d'un gaspillage technologique important en raison de la nécessité de laisser de gros résidus de presse et d'éliminer l'extrémité de sortie légèrement déformée du produit pressé ;
• la longueur limitée de la pièce, en raison de la résistance des matrices de la presse, des capacités de puissance de la presse et de la stabilité de la pièce lors du pressage, réduit la productivité du processus ;
• une déformation inégale lors du pressage entraîne une anisotropie des propriétés du produit pressé ;
• les conditions de fonctionnement sévères de l'outil de pressage (une combinaison de températures élevées, de pression et de charges abrasives) nécessitent un remplacement fréquent et l'utilisation d'aciers alliés coûteux pour sa fabrication.

Une comparaison des avantages et des inconvénients du procédé nous permet de conclure qu'il est plus conseillé d'utiliser le pressage dans la production de tuyaux, de profilés pleins et creux de formes complexes avec une précision dimensionnelle accrue lors du traitement de produits difficiles à déformer et à faible plasticité. métaux et alliages. De plus, contrairement au laminage, il est rentable dans la production à moyenne et petite échelle, ainsi que dans la mise en œuvre de méthodes de traitement continues ou combinées.

Pour décrire la déformation lors du pressage, les caractéristiques suivantes sont utilisées.

1. Taux de tirage A, cf, défini comme le rapport de la surface de la section transversale du conteneur R k k surface de la section transversale de tous les canaux de la matrice I/ 7,

Lors du pressage de tuyaux, le coefficient d'allongement A. cf est déterminé par la formule

Vers IG

m 1 ISIS

Où R sh R k, R IG - respectivement, la section transversale de la matrice, du récipient et de l'aiguille-mandrin.

• 2. Coefficient de pression, qui caractérise quantitativement le rapport entre le diamètre de la pièce et le récipient :
• 3. Degré relatif de déformation e, associé au coefficient d'allongement et calculé par la formule

• (5.4)
• 4. Vitesse de pressage etc. (vitesse de déplacement du tampon de presse) :

Où AB- longueur de la partie emboutie de la pièce ; ? - le temps de pressage.

5. Taux de sortie et ist, caractérisant la vitesse de déplacement du produit de presse.

^ist ^^pr- (5.6)

Types de pressage

Pressurage direct

Plusieurs types de pressage sont utilisés dans la production de presses, dont les principaux sont abordés ici.

Lors du pressage direct, le sens d'extrusion du produit pressé à partir du canal matriciel et le sens de déplacement du tampon de presse coïncident

(Fig. 5.2). Ce type de pressage est le plus courant et produit des produits pleins et creux avec une large gamme de sections transversales proches de la taille de la section transversale du récipient. Fonctionnalité méthode - mouvement obligatoire du métal par rapport à un conteneur fixe. Le pressage direct s'effectue sans lubrification et avec lubrification. En pressage direct sans lubrification, la pièce, généralement sous forme de lingot, est placée entre un récipient et une matrice de presse à l'aide d'une rondelle presse (Fig. 5.2, UN), poussé dans le conteneur (Fig. 5.2, b), déposé dans un conteneur (Fig. 5.2, V), extrudé à travers le canal matriciel (Fig. 5.2, G) avant le début de la formation de l'évier de presse (Fig. 5.2, e).

Riz. 5.2. Schéma des étapes de pressage direct : UN - position de départ ; 1 - timbre de presse; 2 - rondelle presse; 3 - pièce à usiner ; 4 - récipient; 5 - porte-matrice ; 6 - matrice; V- chargement de la pièce et de la presse; V- dépressuriser la pièce; d - flux stable de métal : 7 - produit de presse ; d - le début de l'écoulement des zones de déformation difficile et la formation d'un évier de presse ; e - département des résidus de presse

et retrait du produit de presse : 8 - couteau

Le résultat de l'action des forces de frottement sur la surface de la pièce lors du pressage direct est de fortes déformations par cisaillement, qui contribuent au renouvellement des couches métalliques qui forment les zones périphériques du profilé. Cette méthode permet d'obtenir des produits avec haute qualité surface, car dans le volume de la pièce adjacent à la matrice, une grande zone élastique de métal se forme, ce qui élimine pratiquement la pénétration de défauts à la surface du produit depuis la zone de contact de la pièce avec le récipient.

Cependant, le pressage direct présente les inconvénients suivants.

• 1. Des efforts supplémentaires sont déployés pour vaincre la force de frottement de la surface de la pièce contre les parois du conteneur.
• 2. Des irrégularités dans la structure et les propriétés mécaniques des produits pressés se forment, conduisant à une anisotropie des propriétés.
• 3. Le rendement est réduit en raison de la grande quantité de résidus de presse et de la nécessité d'éliminer la partie faiblement formée de l'extrémité de sortie du produit de presse.
• 4. Les pièces de l'outil de pressage s'usent rapidement en raison du frottement avec le métal déformé pendant le processus de pressage.

Pressage inversé

Lors du pressage inverse, l'écoulement du métal dans la matrice se produit dans le sens opposé au mouvement du tampon de presse (Fig. 5.3).

Le pressage inverse commence par le placement de la pièce entre le récipient et le tampon creux (Fig. 5.3, UN), puis il est poussé dans le conteneur et déposé (Fig. 5.3, b) et extrudé à travers le canal de la filière (Fig. 5.3, V), après quoi le produit de presse est retiré, les résidus de presse sont séparés (Fig. 5.2, d), la matrice est retirée et le tampon de presse est remis dans sa position d'origine (Fig. 5.3, e).

Lors du pressage inverse, le lingot ne bouge pas par rapport au récipient, il n'y a donc pratiquement aucun frottement au contact du récipient avec la pièce, à l'exception de la cavité d'angle proche de la matrice, où il est actif, et du pressage global la force est réduite en raison du manque de dépense d’énergie pour vaincre les forces de friction.

Les avantages du pressage inversé par rapport au pressage direct sont :

• réduction et constance de la force de pression, puisque l'influence du frottement entre la surface de la pièce et les parois du récipient est éliminée ;
• augmenter la productivité de l'usine de presse grâce à une augmentation du débit des alliages due à une diminution des irrégularités de déformation ;
• augmenter le rendement en augmentant la longueur de la pièce et en réduisant l'épaisseur des résidus de presse ;
• augmenter la durée de vie du conteneur grâce à l'absence de frottement entre ses parois et la pièce ;
• augmenter l'uniformité des propriétés mécaniques et de la structure dans la section fractionnée du produit de presse.
• 12 3 4 5 6 7

Riz. 5.3. Schéma des étapes de pressage inversé : UN - position de départ : 1 - timbre de presse à boulons; 2 - récipient; 3 - pièce à usiner; 4 - presse à laver; 5 - tampon de presse ; 6 - titulaire de la magie ; 7 - matrice ; b- charger la pièce avec la matrice et dépresser la pièce ; V- le début de l'écoulement des zones de déformation difficile et la formation d'un évier de presse : 8 - produit de presse ; d - séparation des résidus de presse et élimination du produit de presse : 9 - couteau; d- retrait de la matrice et retour du conteneur

et appuyez sur le tampon jusqu'à la position de départ

Les inconvénients du pressage inversé par rapport au pressage direct sont :

• réduction de la taille transversale maximale du produit pressé et du nombre de profils pressés simultanément en raison de la réduction de la taille trou traversant dans le bloc matriciel ;
• la nécessité d'utiliser des blancs avec préparation préliminaire surfaces permettant d'obtenir des produits de presse avec une surface de haute qualité, qui nécessite un tournage ou un scalpage préalable des ébauches ;
• réduction de la gamme de produits de presse en raison d'une augmentation du coût d'un ensemble d'outils et d'une diminution de la résistance de l'unité matricielle ;
• augmenter le temps de cycle auxiliaire ;
• complication de la conception de l'unité matricielle ;
• réduction de la force admissible sur le tampon de presse du fait de son affaiblissement dû au trou central.

Pressage semi-continu

La longueur de la pièce dépend de la résistance du poinçon de la presse et de la taille de la course de travail de la presse. Par conséquent, pour le pressage, des pièces ne dépassant pas une certaine longueur sont utilisées. Dans ce cas, chaque pièce est pressée avec des résidus de presse. Le rendement est un indicateur d'efficacité, égal au rapport du produit fini à la masse de la pièce. Cette limitation entraîne une diminution du rendement et une diminution de la productivité de la presse. Cet inconvénient est partiellement éliminé par le passage au pressage semi-continu (la méthode est également appelée pressage « flan par flan »), qui, selon l'alliage et la destination des produits de pressage, est réalisé sans lubrification ou avec lubrification . L'extrusion semi-continue de flans sans lubrification consiste dans le fait que chaque flan suivant est chargé dans un conteneur après que le précédent ait été extrudé sur environ les trois quarts de sa longueur. Lors de l'utilisation de cette technique, les pièces sont soudées aux extrémités. La longueur de la pièce laissée dans le conteneur est limitée par le fait que la poursuite du pressage entraînera la formation d'un évier de presse. Par conséquent, lors du chargement de la pièce suivante dans le conteneur, le risque de formation d'une cavité d'évier est éliminés et les conditions sont créées pour obtenir des produits de presse de haute qualité. Dans ce cas, il est possible d'obtenir un tel produit de presse dont la longueur est théoriquement illimitée et sera déterminée uniquement par le nombre de flans pressés. Parfois, pendant le processus de pressage, le produit est enroulé en une longue bobine.

La séquence des opérations pour le pressage semi-continu est illustrée à la Fig. 5.4.

Dans un premier temps, la pièce est introduite dans le conteneur de la presse et, après dépressage, elle est extrudée jusqu'à la longueur spécifiée du résidu de presse (Fig. 5.4, annonce). Après cela, le tampon de presse est retiré avec la rondelle de presse qui y est attachée et le lingot suivant est chargé. Lors de l'extrusion de la pièce suivante, elle est soudée avec les résidus de presse de la pièce précédente et tout le métal est extrudé à travers le canal matriciel (Fig. 5.4, d-j). Après avoir pressé chaque pièce, il est nécessaire de remettre la rondelle presse dans sa position d'origine, ce qui ne peut se faire qu'à travers le conteneur. Le manque de lubrifiant dans le récipient rend cette opération difficile, il est donc nécessaire monture spéciale rondelles presse pour prsss-shtsmpsl et en modifiant la conception de la rondelle presse, par exemple, pour faciliter le retrait du manchon du récipient, la rondelle presse est équipée d'un élément élastique.

L'inconvénient du pressage semi-continu est la faible résistance au soudage des parties du produit de pressage obtenues à partir d'ébauches individuelles en raison de divers contaminants, restant généralement dans les résidus de presse. Il a également été noté que le site de soudage dans le produit pressé, en raison des particularités de la nature du flux de métal, peut être considérablement étiré.

Riz. 5.4. Schéma des étapes de pressage semi-continu : UN - position de départ : 1 - prsss-shsmpel; 2 - presse à laver; 3 - pièce à usiner ; 4 - récipient; 5 - matrice; 6 - support de matrice ; - préparation de la pièce ; G- extrusion de billettes; d- chargement de la pièce suivante : 7 - pièce suivante ; e - presser les résidus de presse avec un autre flan ; et - extrusion

pièce à usiner ordinaire

Lors du pressage semi-continu d'alliages bien soudables, le résidu de pressage est soudé au lingot suivant le long de la surface d'extrémité. Dans un produit PRSS, cette surface sera courbée, ce qui, avec une bonne soudure, augmente la résistance du joint. Dans ce procédé, pour une meilleure soudabilité, la lubrification n'est pas autorisée et le récipient doit être chauffé à une température proche de la température de pressage. En utilisant la même méthode, les produits fabriqués à partir de métaux et d’alliages qui ne peuvent pas être soudés de manière satisfaisante peuvent être pressés à l’aide de lubrifiants. Cependant, pour obtenir ligne plate Pour l'assemblage des produits pressés à partir d'ébauches pressées séquentiellement avec leur séparation ultérieure facile, il est nécessaire d'utiliser des matrices coniques avec un angle d'inclinaison de la génératrice par rapport à l'axe inférieur à 60° et des rondelles de presse concaves.

Un autre schéma de pressage semi-continu avec préchambre est actuellement largement utilisé pour la production de produits de presse à partir d'alliages d'aluminium (Fig. 5.5).

Riz. 5.5. Schéma de pressage semi-continu utilisant une préchambre : je- cachet de presse ;

• 2 - rondelle presse; 3 - pièce à usiner ; 4 - conteneur ; 5 - zones « mortes » ; 6 - porte-matrice ; 7 - matrice ;
• 8 - préchambre

Une caractéristique de ce système de pressage est l'utilisation d'un outil de pré-chambre spécial, qui assure le pressage avec soudage bout à bout et tension.

Pressage continu

L'un des principaux inconvénients du pressage est la nature cyclique du processus, c'est pourquoi, ces dernières années, une grande attention a été accordée au développement de méthodes de pressage continu : conforme, extrolling, line-nsx. La méthode conforme a trouvé la plus grande application dans l’industrie. Une caractéristique de l'installation des conformes est que (Fig. 5.6) que dans sa conception, le conteneur est formé par les surfaces de la rainure de la roue motrice mobile 6 et la saillie d'un insert fixe 2, qui est plaqué contre la roue à l'aide d'un dispositif hydraulique ou mécanique. Ainsi, la section transversale du conteneur, selon la terminologie de laminage de section, est une section fermée. La pièce à usiner est tirée dans le conteneur en raison des forces de friction et le remplit de métal. Lorsque la butée 5 est atteinte dans la pièce, la pression augmente jusqu'à une valeur qui assure l'extrusion du métal sous forme de produit semi-fini embouti 4 via canal matriciel 3.

Une tige ou un fil ordinaire peut être utilisé comme pièce à usiner, et le processus de déformation - être tiré dans la chambre de pressage lorsque la roue tourne, profilage préliminaire, remplissage de la rainure dans la roue, création d'une force de travail et, enfin, l'extrusion est continue, c'est-à-dire qu'une technologie de pressage continu est mise en œuvre.

Riz. 5.6. Schéma de pressage continu par la méthode conforme : je- fourniture de stock de barres ; 2 - insert fixe ; 3 - matrice ; 4 - produit semi-fini ; 5 - accentuation ; 6 - roue

La compression inégale qui se produit dans la zone de déformation permet d'obtenir des allongements élevés, même pour les alliages à faible plasticité, et les alliages ductiles peuvent être pressés à température ambiante avec des débits élevés. Grâce à la méthode conforme, il est possible d'obtenir des profils de fils et de petites qualités à fort allongement (supérieur à 100). Cela est particulièrement vrai pour le fil, qui est plus rentable à produire en utilisant une méthode conforme plus productive que le tréfilage. Actuellement, la méthode conforme est utilisée pour presser les alliages d’aluminium et de cuivre. Et enfin, il convient d'utiliser cette méthode pour obtenir des produits semi-finis à partir de particules métalliques discrètes : granulés, copeaux. En outre, il existe une expérience nationale dans l'utilisation industrielle de la méthode conforme pour produire, par exemple, des barres d'alliage à partir de granulés d'alliage d'aluminium.

Cependant, le manque d'études détaillées sur le formage des métaux, prenant en compte les forces de frottement limites et l'étude des modèles de déformation de divers métaux et alliages, a révélé un certain nombre de défauts qui limitent considérablement les capacités de cette méthode de pressage continu.

• 1. Maximale dimension linéaire La section transversale de la pièce ne doit pas dépasser 30 mm pour assurer sa flexion lors du déplacement le long de la jauge.
• 2. Il est difficile de maintenir le régime de température de pressage, car l'outil devient très chaud en raison des forces de frottement.
• 3. Le processus s'accompagne (surtout pour les alliages d'aluminium, le plus souvent utilisés pour cette méthode) d'un collage de métal sur l'outil, d'une extrusion de métal dans l'interstice de la jauge avec formation d'un défaut de type « moustache », etc.

Flux de métal pendant le pressage

Le contrôle du processus de pressage et l'amélioration de la qualité des produits semi-finis pressés reposent sur la connaissance des schémas d'écoulement du métal dans le conteneur. Un exemple est le pressage direct sans lubrification, qui est le plus courant. Ce processus peut être divisé en trois étapes (Fig. 5.7).

La première étape s'appelle en dépressurisant des blancs. A ce stade, l'ébauche, introduite dans le conteneur à espacement, subit un refoulement, ce qui entraîne le remplissage du conteneur avec du métal extrudé, qui pénètre ensuite dans le canal de filière. L'effort à ce stade augmente et atteint son maximum.

La deuxième étape commence par l'extrusion du profil. Cette étape est considérée comme la principale et se caractérise par un flux constant de métal. À mesure que la pièce est extrudée et que la taille de la surface de contact de la pièce avec le récipient diminue, la pression de pression diminue, ce qui s'explique par une diminution de la valeur de la composante de la force de presse dépensée pour surmonter le frottement sur le récipient. A ce stade, le volume de la pièce peut être conditionnellement divisé en zones dans lesquelles se produisent des déformations plastiques et élastiques. Dans la partie principale de la pièce, le métal est déformé élastiquement et plastiquement, et dans les coins de la matrice d'accouplement et du récipient et à proximité de la rondelle presse, une déformation élastique est observée (Fig. 5.8).

Il a été établi que le rapport des volumes de zones élastiques et plastiques de la partie principale de la pièce dépend principalement du frottement entre

surfaces de la pièce à usiner et du récipient. À grandes valeurs forces de frottement, la déformation plastique couvre la quasi-totalité du volume de la pièce ; si le frottement est faible, par exemple si le pressage se produit avec lubrification, ou est totalement absent (pressage inversé), alors la déformation plastique est concentrée dans la partie de sertissage de la zone plastique autour de l'axe de la matrice.

Coup du cachet de presse

Riz. 5.7. Schéma de pressage avec un graphique de répartition de la force de pressage par étapes : I - étalement de la pièce ;

II - flux constant de métal ; III - étape finale

Riz. 5.8. Schéma de formation d'une tension de presse lors du pressage : 1 - zone de déformation plastique ; 2 - la tension de la presse ; 3 - zone de déformation élastique (zone « morte »)

Des zones élastiques relativement petites à proximité de la matrice ont un impact significatif sur l'écoulement du métal et la qualité du produit pressé. Une attention particulière doit être portée au volume de métal situé dans les coins entre la matrice et la paroi du récipient, qui se déforme uniquement élastiquement. Cette zone élastique du métal est aussi appelée zone « morte », et selon les conditions de pressage, ses dimensions peuvent changer. La zone élastique proche de la matrice forme une zone semblable à un entonnoir, à travers laquelle le métal de la pièce s'écoule dans la matrice. Dans ce cas, le métal ne s'échappe pas de la zone « morte » dans le produit pressé. Lors du pressage direct, les volumes de métal adjacents à la surface de la pièce, du fait des forces de frottement élevées sur les surfaces de contact, ainsi que des zones plastiquement indéformables du métal à proximité de la matrice, empêchent la couche périphérique de s'écouler dans la matrice canal, il ne participe donc pas à la formation de la surface du produit. C'est l'un des avantages du pressage direct, qui consiste dans le fait que la qualité de surface de la pièce a peu d'effet sur la qualité de surface du produit pressé.

À la fin de l'étape principale, il se produit un phénomène qui a une grande influence sur l'ensemble du processus de pressage : la formation pressez les poids, ce qui se passe comme suit. Au fur et à mesure que la rondelle presse se déplace vers la matrice, en raison du frottement, le mouvement des pièces métalliques en contact avec la rondelle presse est ralenti et une cavité en forme d'entonnoir se forme dans la partie centrale de la pièce, dans laquelle le contre-courant de les métaux périphériques sont dirigés. Du fait que des volumes de métal provenant de l'extrémité et de la surface latérale de la pièce, contenant des oxydes, de la graisse et d'autres contaminants, se précipitent dans cet « entonnoir », la tension de presse peut pénétrer dans le produit de presse. Dans un produit de presse de haute qualité, la présence de ce défaut est inacceptable. La formation d'un plomb de presse est le phénomène le plus caractéristique de la troisième étape du pressage.

Afin d'éliminer complètement la transition de la tension de presse dans le produit pressé, le processus de pressage est arrêté jusqu'à ce que l'extrusion de la pièce soit terminée. La partie sous-pressée de la pièce, appelée appuyez sur la balance, est éliminé comme déchet. La longueur du résidu de pressage, en fonction des conditions de pressage, principalement de l'ampleur du frottement de contact, peut varier de 10 à 30 % du diamètre d'origine de la pièce. Si néanmoins la tension de presse a pénétré dans le produit pressé, cette partie du profilé est séparée et éliminée comme déchet.

La formation de plombs de presse diminue fortement lors du pressage inverse, mais le passage à ce type s'accompagne d'une diminution de la productivité du procédé. Il existe les mesures suivantes pour réduire la tension de la presse tout en maintenant la productivité :

• réduction du frottement sur les surfaces latérales du récipient et de la matrice grâce à l'utilisation de lubrifiants et à l'utilisation de récipients et de matrices avec un bon traitement de surface ;
• chauffer le récipient, réduisant ainsi le refroidissement des couches périphériques du lingot ;
• pressage avec la veste.

Conditions de pression de force

Le choix des équipements, le calcul des outils, la détermination des coûts énergétiques et d'autres indicateurs sont calculés en fonction de la détermination des conditions de force de pressage. Dans la pratique de la production de presses, ces indicateurs sont déterminés expérimentalement, analytiquement ou à l'aide de modélisation informatique.

Les conditions de force de pression déterminées dans les conditions de production sont les plus précises, surtout si les tests sont effectués sur des équipements existants, mais cette méthode demande beaucoup de main d'œuvre, est coûteuse et souvent pratiquement impossible à mettre en œuvre pour de nouveaux processus. La modélisation des processus de traitement des métaux chauds en production, et plus souvent en conditions de laboratoire, est associée à un écart par rapport aux conditions réelles, notamment en conditions de température en raison des différences dans les surfaces spécifiques du modèle et de la nature, d'où les imprécisions de cette méthode. Le moyen le plus simple et le plus courant d'estimer avec précision la force de pression totale consiste à mesurer la pression du fluide dans le cylindre de travail de la presse à l'aide d'un manomètre. Parmi les méthodes expérimentales permettant de déterminer indirectement les conditions de force de pressage, sont utilisées la méthode de mesure des déformations élastiques des colonnes de presse, ainsi que les essais par jauges de contrainte.

Pour la modélisation informatique des processus de pressage et la détermination des coûts énergétiques dans dernièrement des programmes tels que DEFORM (Scentific Forming Technologies Corporation, USA) et QFORM (KvantorForm, Russie), qui sont basés sur méthode des éléments finis. Lors de la préparation des données pour la modélisation à l'aide de ces programmes, des informations sont généralement requises sur la résistance à la déformation du matériau de la pièce, les caractéristiques du lubrifiant utilisé, ainsi que les paramètres techniques de l'équipement de déformation.

Les méthodes analytiques permettant de déterminer les conditions de force de pressage sont d'un grand intérêt, qui sont basées sur les lois de la mécanique des solides, les résultats d'expériences sur l'étude de l'état contrainte-déformation du matériau pressé, équations différentielleséquilibre, méthode du bilan de puissance, etc. Toutes ces méthodes de calcul sont assez complexes et sont décrites dans la littérature spécialisée. De plus, dans les méthodes analytiques, il faut savoir que dans aucune formule, il est impossible de prendre en compte dans une expression mathématique toutes les conditions et variétés du processus, et il n'existe donc pas de coefficients calculés nécessaires qui reflètent avec précision les conditions réelles et facteurs du processus.

En pratique, des formules simplifiées pour déterminer la force totale sont souvent utilisées pour les types de pressage courants. La plus célèbre est la formule de I. L. Perlin, selon laquelle l’effort R, nécessaire pour extruder le métal d’un conteneur à travers un trou de filière est

P = R M + T K + TM + T n , (5.7)

Où RM- la force nécessaire pour réaliser la déformation plastique sans tenir compte du frottement ; T k - la force dépensée pour vaincre les forces de frottement sur la surface latérale du récipient et du mandrin (avec la méthode de pressage inverse, il n'y a pas de mouvement du lingot par rapport au récipient et T k -À PROPOS DE); Gm est la force nécessaire pour vaincre les forces de frottement apparaissant sur la surface latérale de la partie compressive de la zone de déformation ; Tp- la force dépensée pour vaincre les forces de frottement agissant sur la surface de la courroie de calibrage de la matrice.

Pression de presse et est calculé comme le rapport d'effort R, auquel se produit le pressage, jusqu'à la section transversale du récipient Rk

Pour calculer les composantes de la force de pressage, les formules contenues dans les ouvrages de référence pour différents cas de pressage sont le plus souvent utilisées.

Des formules simplifiées sont souvent utilisées, par exemple :

P = P 3 MP pH, (5.9)

où ^3 est la section transversale de la pièce ; M p - module de pressage, qui prend en compte toutes les conditions de pressage ; X- rapport de tirage.

Pour les calculs pratiques de la force de pression, nous pouvons recommander la formule de L. G. Stepansky, qui s'écrit sous la forme suivante :

P = 1,15aD(1 + 1,41p?1). (5.10)

où a 5 est la résistance à la déformation du matériau de la pièce.

Les principaux facteurs influençant la quantité de force de pression comprennent : caractéristiques de résistance métal, degré de déformation, forme et profil du canal de la matrice, dimensions de la pièce, conditions de frottement, pressage et débits, température du récipient et de la matrice.

Pressage de tubes et profilés creux

Pressage de tuyaux

Les tuyaux et autres profilés creux sont produits par pressage. A cet effet, on utilise un pressage direct et inverse avec une aiguille fixe et mobile, ainsi qu'un pressage à l'aide d'une matrice combinée. Le pressage avec une aiguille fixe est un processus dans lequel, au moment de presser le métal dans l'espace annulaire qui forme la paroi du tuyau, l'aiguille reste stationnaire.

Le pressage direct et inversé des tuyaux à aiguille fixe n'est pas fondamentalement différent des schémas de pressage de produits solides. Cependant, la présence d'un détail supplémentaire - aiguilles à mandrin pour former le canal interne du tuyau, on modifie la nature du flux de métal. L'aiguille du mandrin nécessite un entraînement spécial dont la tâche est de fournir des conditions cinématiques différentes en fonction du rapport entre la vitesse de déplacement de l'aiguille du mandrin, du tampon de presse et du récipient.

Le pressage de tuyaux avec une aiguille fixe nécessite l'utilisation d'ébauches comportant des trous centraux pré-percés, qui servent également de trous de guidage pour l'aiguille. La cavité dans la pièce pour l'aiguille du mandrin est réalisée par couture sur une presse, perçage ou moulage. Le schéma du pressage direct des tuyaux est illustré à la Fig. 5.9.

Riz. 5.9. Schéma des étapes de pressage direct du tuyau avec une aiguille fixe : UN- position de départ : je- aiguille-mandrin ; 2 - le haut de l'aiguille du mandrin ; 3 -un cachet de presse ; 4 - rondelle à pression ; 5 - pièce à usiner ; 6 - conteneur ; 7 - matrice ; 8 - support de matrice ; 6 - charger la pièce dans le conteneur ; V- préparation de la pièce; d - stade d'écoulement stable ; d- le début de l'écoulement des zones de déformation difficile et la formation d'un puits de presse ; e - retrait du tampon de presse et du récipient, séparation des résidus de presse et de la rondelle de presse : 9 - couteau

Le pressage commence par le mouvement du tampon de presse, puis l'aiguille du mandrin passe à travers le trou de la pièce jusqu'à ce que son extrémité repose contre la matrice, après quoi la pièce est pressée, suivie de l'extrusion du métal dans l'espace annulaire formé par le canal matriciel (formes O.D. tuyau) et la surface de l'aiguille (forme diamètre interne tuyaux). Tout comme lors de la pression d'une tige, une force de frottement apparaît entre les surfaces de la pièce et les parois du récipient. Après avoir atteint une certaine longueur de résidu de presse, l'aiguille recule, puis le récipient est rétracté et le résidu de presse en est retiré. Lors du retrait du tampon de presse, des ciseaux fixés sur la traverse avant de la presse séparent les résidus de presse. Il est à noter que lors de l'extrusion du métal, l'aiguille-mandrin est maintenu dans la même position par le système de perçage dans la matrice, c'est pourquoi cette méthode de pressage est appelée pressage de tuyaux avec une aiguille-mandrin fixe. Mais les tuyaux peuvent également être pressés à l'aide de presses à barres sans système de perçage. Dans ce cas, l'aiguille du mandrin est fixée au tampon de presse et pénètre dans la cavité de la pièce, puis dans la matrice. Lorsque le tampon de presse se déplace et que le métal est extrudé, l'aiguille du mandrin avance également, et cette méthode est appelée pressage avec une aiguille mobile.

La séquence de pressage inversé des tuyaux avec une aiguille fixe est illustrée à la Fig. 5.10. Au moment initial, l'aiguille-mandrin 1 inséré dans la cavité de la pièce à usiner 4 jusqu'à ce que son sommet pénètre dans le canal de la matrice 5, puis le lingot est expulsé et le métal de la pièce est extrudé dans l'espace annulaire entre le canal de la matrice et la surface de l'aiguille. Lorsqu'elle atteint la longueur spécifiée du résidu de presse, l'aiguille est rétractée dans sa position d'origine et le résidu de presse est retiré.

Les principaux avantages de la méthode de pressage direct des tuyaux par rapport à la méthode inverse peuvent être formulés comme suit :

• 1. Possibilité d'utiliser tout type de presse.
• 2. Haute qualité de la surface des tuyaux résultants.
• 3. Possibilité d'obtenir des tuyaux de presque toutes les configurations.

Dans le même temps, un certain nombre de lacunes devraient être comblées :

• 1. Coûts énergétiques élevés pour surmonter les forces de friction.
• 2. Anisotropie des propriétés sur la longueur et la section transversale des tuyaux.
• 3. Usure des surfaces du récipient et de l'aiguille du mandrin.
• 4. Déchets métalliques importants dus aux résidus de presse (10 % ou plus).

Pour presser les tuyaux avec une aiguille fixe, on utilise des presses à profilés pour tuyaux, équipées d'un système de perçage, qui ne nécessite pas l'utilisation d'une seule pièce creuse. Lors du pressage direct des tuyaux après le chargement de la pièce 4 et rondelles presses 3 Tout d'abord, la pièce est pressée dans le récipient 5. Dans ce cas, l'aiguille 7, située à l'intérieur du tampon creux de la presse 3, pousser un peu vers l'avant et verrouiller le trou de la rondelle presse 2 (Fig. 5.11, b). Après pressage, la pression est supprimée du tampon de presse et le lingot est percé avec une aiguille retirée de celui-ci. Puis ils servent pression de travail au tampon de presse et la pièce est pressée dans l'espace annulaire entre l'aiguille 1 et matrice 6 (Fig. 5.11, d). En fin de pressage, le paquet de pressage (résidu de pressage avec rondelle de pressage) est découpé au couteau 8 (Fig. 5.11, e). Avec cette méthode, il est nécessaire de centrer soigneusement les axes du récipient, du tampon de presse et de l'aiguille du mandrin par rapport à l'axe de la matrice afin d'éviter l'excentricité des tuyaux résultants.

Riz. 5.10. Schéma des étapes de pressage inversé des tuyaux à aiguille fixe : UN- position de départ : 1 - aiguille-mandrin ; 2 - tampon de presse à boulons ; 3 -récipient; 4 - pièce à usiner ; 5 - matrice ; 6 - timbre de presse; 7 - embout buccal ; insérer une aiguille et étaler la pièce dans un récipient ; g - pressage de tuyaux ; d - pressage jusqu'à une longueur donnée du résidu de presse, retrait du tampon de presse de fermeture et de l'aiguille : 9 -couteau; 10- tuyau; e- pousser la matrice hors du récipient ; et - revenir à la position de départ

Les schémas décrits présentent les inconvénients suivants :

• 1. Faire un trou dans une pièce (par perçage, perçage, etc.) nécessite de modifier la conception des équipements et des outils, des opérations supplémentaires, ce qui augmente l'intensité de travail du processus, réduit le rendement, etc.
• 1 2 3 4 5 6 7

Riz. 5.11. Schéma des étapes de pressage direct du tuyau avec une aiguille fixe : UN- position de départ : 1 - aiguille; 2 - cachet de presse ; 3 - rondelle presse; 4 - pièce à usiner ; 5 - conteneur ; 6 - matrice ; 7 - porte-matrice ; b- introduire la pièce dans le conteneur ; V- préparation de la pièce ; d - coudre la pièce avec une aiguille : 8 - du liège ; d- pressage jusqu'à une longueur donnée du résidu de presse ; e - département des résidus de presse

avec rondelle presse : 9 - couteau; 10 - tuyau

• 2. L'obtention de la géométrie exacte du tuyau nécessite de centrer l'aiguille du mandrin par rapport à l'axe du canal matriciel, ce qui complique la conception du réglage de l'outil.
• 3. L'application de lubrifiant sur l'aiguille du mandrin augmente le risque de défauts dans la pièce à coudre.

Pressage de tubes et profilés creux avec soudage

La plupart des inconvénients répertoriés pour les types de pressage de tuyaux considérés sont éliminés grâce à l'utilisation de matrices combinées, ce qui permet d'obtenir des produits de presque toutes les configurations avec des contours externes et internes complexes. De telles matrices permettent de réaliser des profilés non seulement avec une, mais aussi avec plusieurs cavités diverses formes, à la fois symétriques et asymétriques. Une fixation plus précise du mandrin par rapport au canal matriciel et sa faible longueur, et donc une rigidité accrue, permettent de presser des tuyaux et des profilés creux avec une variation d'épaisseur nettement moindre par rapport au pressage à travers de simples matrices.

Les avantages de ce procédé sont :

• la perte de métal pour obtenir une cavité dans une pièce solide est éliminée ;
• il devient possible d'utiliser des presses sans système de perçage ;
• la variation longitudinale et transversale de l'épaisseur des produits pressés creux est réduite grâce à une aiguille courte fixée rigidement ;
• Il devient possible de fabriquer des produits de grande longueur en utilisant la méthode de pressage semi-continu avec enroulement du produit pressé en bobine ;
• la qualité de la surface interne des profilés est améliorée grâce à l'absence de lubrifiants ;
• il devient possible de presser plusieurs profils à la fois, avec une grande variété de configurations.

Cependant, lors de l'utilisation d'un tel schéma de pressage, un certain nombre d'inconvénients doivent être pris en compte, parmi lesquels les principaux sont un résidu de pressage important et la présence de soudures moins résistantes que le métal de base, ainsi que le coût élevé de les matrices et la faible productivité du procédé.

Toutes les matrices combinées sont constituées d'un corps de matrice ou d'un manchon de matrice et d'un séparateur avec une aiguille. La matrice et l'aiguille forment des canaux dont les sections correspondent à la section des produits pressés. Sur la fig. 5.12 montre que pour une pièce solide 4, placé dans un conteneur 3, du cachet de presse 1 à travers la presse 2 la pression est transmise par le cylindre de travail de la presse.

Sous pression, le métal de la pièce 4, en passant par le diviseur saillant 7, il est divisé en deux flux, qui entrent ensuite dans la zone de soudage commune 8 (le flux de métal est représenté par des flèches), s'écoule autour du diviseur et sous l'influence températures élevées et soudé sous pression dans un tuyau 9, ayant des coutures sur toute la longueur. Cette matrice est aussi appelée matrice de roseau.

Sur la fig. 5.13. un schéma de montage d'un outil de pressage (réglage de l'outil) utilisé pour le pressage d'un tuyau à l'aide d'une matrice combinée est présenté.

Riz. 5.12. Schéma de pressage de tuyaux à travers une matrice combinée monocanal avec un séparateur en saillie : 1 - timbre de presse; 2 - presse à laver; 3 - conteneur ; 4 - pièce à usiner; 5 - corps matriciel ; 6 - matrice; 7 - séparateur saillant ;

• 8 - zone de soudage ; 9 - tuyau

Riz. 5.13. Configuration de l'outil pour presser un tuyau à travers une matrice combinée à canal unique avec un séparateur en saillie : 1 - timbre de presse; 2 - récipient; 3 - presse à laver; 4 - matrice; 5 - corps matriciel ; 6 - doublure; 7 - porte-matrice ; 8 - guide; 9 - tuyau

Des matrices combinées de différentes conceptions permettent de réaliser non seulement des tuyaux, mais également des profilés avec une ou plusieurs cavités de formes diverses, symétriques et asymétriques, qui ne peuvent être réalisées par pressage dans de simples matrices. Sur la fig. La figure 5.14 montre une matrice combinée à quatre canaux pour presser un profil de forme complexe.

Riz. 5.14. Matrice combinée à quatre canaux (UN) et forme du profil extrudé (b)

Une condition nécessaire pour obtenir des soudures solides est également l'utilisation de conditions de pressage température-vitesse dans lesquelles la température du métal dans la zone plastique devient suffisamment élevée pour la prise dans les joints, et la durée de contact des surfaces soudées assure l'apparition de processus de diffusion qui favorisent le développement et le renforcement des liaisons métalliques. De plus, le respect des conditions de déformation garantissant une pression hydrostatique élevée dans la zone de soudage garantit également une bonne qualité de la soudure.

Pressage à travers une matrice multicanal

L'extrusion de métal, qui utilise des matrices avec un nombre de canaux allant jusqu'à 20 (Fig. 5.15), et parfois plus, est appelée pressage multicanal. Le passage du pressage monocanal au pressage multicanal, en raison d'une augmentation de la section totale des produits pressés simultanément et d'une diminution de l'étirage total à mêmes dimensions de pièces et débits égaux, réduit la durée du pressage processus, réduit la pression totale de pressage et l’effet thermique de déformation, et conduit également à une augmentation superficie totale surface de contact dans les canaux de la matrice.

Remplacer le pressage monocanal par le pressage multicanal est bénéfique dans les conditions suivantes :

• la productivité augmentera;
• la force nominale de la presse utilisée est plusieurs fois supérieure à celle nécessaire pour presser un profil donné à travers un canal ;
• il faut limiter l'augmentation de la température du métal dans la zone de déformation ;
• il est nécessaire d'obtenir des profils avec une petite section transversale.

Les particularités du flux de métal lors du pressage multicanal sont que le volume de métal pressé, à l'approche de la matrice, est divisé en flux séparés (selon le nombre de canaux), et les débits de chaque canal de la matrice seront différents . Par conséquent, plus les axes des canaux de la matrice sont éloignés du centre de la matrice, plus la longueur des produits de presse résultants sera courte. Ce pressage est caractérisé par un étirement moyen A, cf :

^р = -^г. (5.11)

à

où E'k est la surface de la section transversale du conteneur ; - l'aire de la section transversale du canal dans la matrice ; n- nombre de canaux dans la matrice.

Avec le pressage multicanal, à mesure que la presse se déplace vers la matrice, les vitesses de sortie à travers les différents canaux changent continuellement. Pour égaliser les vitesses de sortie des différents canaux et obtenir des produits pressés d'une longueur donnée, les canaux sur la matrice sont positionnés d'une certaine manière. Les valeurs des vitesses d'écoulement seront proches si les centres des canaux sont situés uniformément sur toute la circonférence avec le centre sur l'axe de la pièce. Si les canaux sont situés sur plusieurs cercles concentriques, alors le centre de chaque canal doit coïncider avec le centre de gravité des cellules de grille de taille égale appliquées à la surface d'extrémité de la matrice. Les cellules doivent être situées symétriquement par rapport à l'axe.

En plus de la méthode de pressage déjà évoquée utilisant des matrices combinées (voir Fig. 5.14), le pressage multicanal est également utilisé dans la production de profils asymétriques ou avec un plan de symétrie pour réduire les déformations inégales (voir Fig. 5.15).

Le schéma de montage d'un outil de pressage (réglage de l'outil) pour le pressage multicanal est illustré à la Fig. 5.16.

Riz. 5.15.

Riz. 5.16. Schéma de configuration de l'outil pour le pressage multicanal sur presse horizontale : 1 - timbre de presse; 2 - rondelle presse; 3 - pièce à usiner ; 4 -

5 - matrice; 6 - support de matrice

Dans les cas où, compte tenu des dimensions du conteneur de presse, il est impossible de presser un profilé de grand diamètre dans plus d'un filetage, il est conseillé de presser ce profilé simultanément avec un ou deux profilés de petit diamètre pour augmenter la productivité du presse.

Matériel de pressage

L'équipement de pressage le plus largement utilisé est les presses à entraînement hydraulique, qui sont des machines statiques. Les presses hydrauliques sont simples conception et en même temps peut développer des forces importantes en utilisant un fluide haute pression (émulsion d'eau ou huile minérale). Les principales caractéristiques des presses hydrauliques sont la force nominale Rn, course de travail et vitesse de déplacement de la poutre de pressage, ainsi que les dimensions du conteneur. La force nominale de la presse est déterminée comme le produit de la pression du fluide dans le cylindre de travail de la presse et de la surface (ou de la somme des surfaces) du piston. La vitesse du piston de la presse est facilement ajustée en modifiant la quantité de liquide fournie aux cylindres. Les presses à entraînement mécanique par moteur électrique sont moins fréquemment utilisées pour le pressage du métal.

Une installation de presse hydraulique typique comprend la presse I, les canalisations II, les commandes III et l'entraînement IV (Fig. 5.17).

La conception de la presse hydraulique comprend un lit 1, servant à fermer les forces développées, cylindre de travail 2, dans lequel se développe la pression du fluide, piston 3, percevoir cette pression et transmettre cette force à travers l'outil 4 sur la pièce 5. Pour effectuer la course inverse, les presses hydrauliques sont équipées de vérins de rappel 6.

L'entraînement des presses hydrauliques est un système qui assure la production de liquide à haute pression et son accumulation. L'entraînement peut être constitué de pompes ou de stations de pompage-accumulateur. Les pompes sont utilisées comme entraînement individuel sur de petites et petites presses. puissance moyenne fonctionnant à basse vitesse. Pour les presses puissantes ou un groupe de presses, un entraînement pompe-accumulateur est utilisé, qui diffère d'un entraînement de pompe individuel en ce qu'un accumulateur est ajouté au réseau haute pression - un cylindre pour accumuler du liquide haute pression. Au fur et à mesure que les presses fonctionnent, le fluide contenu dans la batterie est périodiquement consommé et accumulé à nouveau. Cet entraînement fournit une vitesse élevée de mouvement de l'outil et la force de presse nécessaire.

Selon le but et la conception, les presses sont divisées en profilés en tiges et en profilés de tuyaux, et selon leur emplacement - en verticales et horizontales. Contrairement aux presses à barres, les presses à tubes sont équipées d'un entraînement à aiguilles indépendant (système de perçage).

Selon la méthode de pressage, les presses sont divisées en presses pour le pressage direct et inverse, et selon la force - en presses à force petite (5-12,5 MN), moyenne (15-50 MN) et grande (plus de 50 MN).

Riz. 5.17. Schéma d'installation d'une presse hydraulique : I - presse ; II - canalisations ; III - contrôles ; IV - conduire ; 1 - lit; 2 - cylindre ; 3 - piston ; 4 - outil; 5 - pièce à usiner ; 6 - cylindres de retour

Les usines nationales de traitement des métaux et alliages non ferreux utilisent principalement des presses verticales avec une force de 6 à 10 MN et des presses horizontales avec une force de 5 à 300 MN. Les entreprises étrangères utilisent des presses verticales avec une plage de force de 3 à 25 MN et des presses horizontales avec une plage de force de 7,5 à 300 MN.

La plupart des installations de presse, outre la presse elle-même, comprennent des dispositifs de chauffage et de transfert des lingots du four à la presse, ainsi que des équipements situés du côté de la sortie du produit de la presse : un réfrigérateur, des mécanismes de redressage, de découpe et produits de bobinage.

Une comparaison des presses verticales et horizontales révèle les inconvénients et les avantages de chacun de ces types d'équipements. Ainsi, grâce à la petite course du piston principal, les presses verticales dépassent largement les presses horizontales en nombre de compactages par heure. Grâce à la disposition verticale des pièces mobiles, ces presses sont plus faciles à centrer et offrent de meilleures conditions de travail avec la lubrification des conteneurs, ce qui leur permet de produire des tuyaux avec des parois plus fines et moins de variations d'épaisseur de paroi. Dans les entreprises traitant des métaux non ferreux, les presses verticales sont utilisées sans système de perçage et avec un système de perçage. Les deux types de presses sont principalement utilisés pour produire des tuyaux de longueur limitée et de diamètre compris entre 20 et 60 mm. Pour les presses du premier type, une ébauche creuse est utilisée, qui est meulée le long du diamètre extérieur pour réduire la variation de l'épaisseur de la paroi du tuyau. Pour les presses équipées d'un système de perçage, on utilise une ébauche pleine dont le perçage est réalisé sur la presse. Le schéma d'une presse verticale sans système de perçage est présenté sur la Fig. 5.19.

Après chaque pression, le curseur 12 à l'aide d'un vérin hydraulique, il se déplace vers la droite, le produit est coupé et la matrice avec les résidus de presse est roulée le long de la glissière dans un récipient. La course de retour du piston principal s'effectue grâce au vérin 14, fixé au lit. La conception de la presse verticale vous permet de produire 100 à 150 compacts par heure.

Cependant, malgré cela, les presses horizontales se sont généralisées en raison de leur capacité à presser des produits plus longs, y compris ceux ayant une grande section transversale. De plus, ce type de presse est plus facilement compatible avec les équipements d’automatisation. Sur la fig. 5.19 et 5.20 montrent des presses horizontales à barres et à tubes.

Les presses à profilés en tiges sont de conception plus simple que les presses à profilés en tubes, principalement parce qu'elles ne comprennent pas de dispositif de perçage. La conception représentée sur la Fig. 5.19 La presse comprend un conteneur mobile 3, capable de se déplacer grâce aux vérins de déplacement du conteneur 9 le long de l'axe de la presse, cylindre principal 6, dans lequel pénètre un liquide à haute pression, assurant la création d'une force de pression transmise à travers la presse 10 et une rondelle presse sur la pièce. A l'aide des vérins de rappel 7, la traverse mobile se déplace grâce au fluide basse pression 8. Les tuyaux peuvent également être pressés sur de telles presses, mais pour cela, vous devez utiliser soit une billette creuse, soit, dans le cas d'une billette pleine, un pressage à travers une matrice combinée.

La base massive de la presse à profilés pour tuyaux (voir Fig. 5.21) est la dalle de fondation. 12, sur lequel le devant 1 et traverses arrière 2, qui sont reliés par quatre colonnes puissantes 3. Ces pièces de presse supportent la charge principale pendant le pressage. Le cylindre principal, à l'aide duquel la force de pression de travail est créée, et le cylindre de retour, conçu pour déplacer le tampon de presse vers sa position d'origine, sont fixés dans la traverse arrière. 2.

Riz. 5.18. Vue générale de la presse verticale : 1 - lit; 2 - maître-cylindre ; 3 - piston principal ; 4 - traverse mobile; 5 - tête; 6 - timbre de presse; 7 - aiguille; 8 - récipient; 9 - porte-conteneur ; 10- matrice; 11- plaque; 12 - curseur ; 13 - couteau; 14 - cylindre; 15 - parenthèses

13 12 11 10 9 pouces

Riz. 5.19. Vue générale de la presse à profilés à tiges horizontales : 1 - carte matricielle; 2 - Colonne; 3 - récipient;

• 4 - porte-conteneur; 5 - pressage de la traverse ; 6 - maître-cylindre ; 7 - cylindre de retour ; 8 - traverse arrière ;
• 9 - cylindre de déplacement du conteneur ; 10 - timbre de presse; 11- nœud matriciel ; 12 - traverse avant ; 13 - lit de presse
• 11 10 1 8

• 9 4 5 3 16 7 8
• 13 À

Riz. 5.20. Vue générale d'une presse à profilés horizontale pour tubes : 1 - traverse avant ; 2 - traverse arrière ; 3 - Colonne; 4 - nœud matriciel ; 5 - conteneur ; 6 - cylindre; 7 - table de réception ; 8 - porte en coin; 9 - vérin hydraulique ; 10 - scie; 11 - ciseaux; 12 - dalle de fondation; 13 - maître-cylindre ; 14 - piston principal ; 15 - barre transversale mobile; 16 - timbre de presse; 17 - jarret; 18 - tige de système de perçage ; 19 - faisceau du système de perçage ; 20 - piston; 21 - cylindre

système de perçage; 22 - aiguille

Dans la conception de presse décrite, la traverse arrière est solidaire du cylindre principal 13. Traverse mobile 15 avec cachet de presse 16 relié au col avant du piston principal 14. Tige mobile 18, fixé sur une poutre mobile 19 système de perçage, pénètre dans la cavité du piston principal et de sa tige 7 7. Dans le canal de la tige creuse mobile 18 il y a un tuyau à travers lequel l'eau est amenée pour refroidir l'aiguille de perçage 22. L'eau de refroidissement de l'aiguille est évacuée par le canal de la tige creuse. L'ensemble du système télescopique est enfermé dans un boîtier de tige 77. À son tour, la traverse est fixée au piston 20 firmware du cylindre 21. Traversée de couture 19 et une tige 18 lors du perçage, ils se déplacent de manière autonome par rapport au piston principal et lors de la pression, de manière synchrone avec celui-ci. Nœud matriciel 4 avec le récipient adjacent 5 à travers une vanne à coin 8 repose sur la traverse avant. La vanne à coin est équipée d'un vérin hydraulique 9. Lors de la séparation des résidus de presse et du changement de matrice, l'embout buccal avec le support de matrice est retiré de la barre transversale par un cylindre. 6, qui est monté dans le cadre de la table de réception 7. Le produit est découpé des résidus de presse avec une scie 10 ou des ciseaux 77. La scie, à l'aide de vérins hydrauliques alimentés par de l'huile, est élevée ou abaissée pour effectuer l'opération de coupe.

Le pressage de tuyaux sur une presse à profilés pour tuyaux comprend les opérations suivantes. La pièce, chauffée dans le four, roule dans les goulottes jusqu'à la table intermédiaire, tout en étant enveloppée de lubrifiant, et transférée sur le plateau. Devant le lingot, une rondelle PRSS est installée sur le même plateau devant la pièce et le plateau est déplacé au niveau du conteneur 5 jusqu'à ce que l'axe du lingot soit aligné avec l'axe du conteneur. Après cela, le flan avec une rondelle de presse à l'aide d'un tampon de presse 16 piston du maître-cylindre de ralenti 14 poussé dans un récipient chauffé. Pour arrêter la traverse mobile 75 lorsque les résidus de presse atteignent une hauteur donnée, un limiteur de course est installé devant le conteneur. Puis, sous l'influence d'un liquide haute pression dans le cylindre du système de perçage 21 un trait de travail est effectué et la pièce est cousue avec une aiguille 22. Le pressage du tuyau en pressant le métal dans l'espace entre le canal de la filière et l'aiguille est effectué par la pression du tampon de presse 16 à travers la rondelle presse sur la pièce à usiner en raison du fluide haute pression présent dans le maître-cylindre. A la fin du cycle de pressage, les traverses de perçage et de pressage reviennent en position la plus reculée, le conteneur est escamoté pour assurer le passage de la scie. 10, qui est alimenté par des vérins hydrauliques, coupe les résidus de presse et est rétracté dans sa position d'origine. S'ensuit des opérations pour retirer les résidus de presse avec le reste du tuyau et les séparer à l'aide des ciseaux 77. Ensuite l'aiguille est retirée pour refroidissement et lubrification.

Conformément à la technologie du pressage, la presse hydraulique doit également disposer de mécanismes auxiliaires permettant d'effectuer des opérations telles que l'introduction du lingot dans le four de chauffage, l'élimination des résidus de presse et leur nettoyage, le transport des tiges pressées et leur finition et, si nécessaire , traitement thermique. La caractéristique des presses modernes est leur mécanisation et automatisation complètes avec contrôlé par programme pour les opérations principales et auxiliaires, depuis l'alimentation de la pièce dans le four de chauffage, le processus de pressage lui-même et se terminant par l'emballage des produits finis.

Outil de presse

Principales parties de l'outil de pressage

L'ensemble des outils installés sur la presse s'appelle ajustement instrumental, dont la conception varie en fonction du dispositif de la presse et du type de produits pressés.

Pour le pressage sur presses hydrauliques, plusieurs types de réglages sont utilisés, qui diffèrent selon le type de pièces de presse, la méthode de pressage et le type d'équipement de pressage utilisé.

Généralement, les configurations d'outils sont des systèmes constitués d'un ensemble de matrices, d'un récipient et d'une matrice de presse ou d'un ensemble de matrices, d'un récipient, d'un mandrin et d'une matrice de presse et diffèrent soit par la conception de l'ensemble de matrices, soit par l'introduction du mandrin. L'un des principaux types de réglage d'outil est illustré à la Fig. 5.21.

Dans les presses hydrauliques, les principaux outils de pressage sont les matrices, les porte-filières, les aiguilles, les rondelles de presse, les matrices de presse, les porte-aiguilles et les conteneurs.

Par rapport aux presses à barres, les réglages d'outils utilisés sur les presses à tubes ont leurs propres caractéristiques liées à la présence des pièces nécessaires au perçage d'une pièce solide.

Les outils des presses hydrauliques sont classiquement divisés en parties de l'unité mobile et parties de l'unité fixe. Lors du pressage direct, l'unité fixe comprend un conteneur et un dispositif de fixation des matrices, qui ne bougent pas avec le métal pressé pendant le processus d'extrusion des produits.

L'unité mobile comprend un tampon de presse, une rondelle de presse, un porte-aiguille et une aiguille. Une telle division de l'outil est conseillée pour analyser ses conditions de fonctionnement, ses modalités de fixation et d'entretien.

Lorsque l'on considère les questions de durée de vie et de durabilité des outils, les outils de travail fortement chargés pour le pressage à chaud des métaux peuvent être divisés en deux groupes.

Riz. 5.21. Schéma de configuration de l'outil pour le pressage direct sur presse horizontale : 1 - cachet de presse ; 2 - rondelle presse; 3 - pièce à usiner ; 4 - manchon intérieur du conteneur ; 5 - matrice ; 6 - porte-matrice

Le premier groupe comprend les pièces qui sont en contact direct avec le métal lors du processus de pressage : aiguilles, matrices, rondelles de presse, porte-matrices et bagues internes des conteneurs. Le deuxième groupe comprend les manchons intermédiaires et extérieurs des conteneurs, prsss-shtsmpsli, les têtes de supports matriciels ou les cartes matricielles qui n'entrent pas en contact direct avec le métal embouti.

Dans les conditions les plus difficiles, un outil du premier groupe travaille, soumis à haute tension(jusqu'à 1 000-1 500 MPa), charges alternées cycliques, exposition à des températures élevées, accompagnées de brusques changements de planéité et de température, effets abrasifs intenses du métal déformé, etc.

Les particularités du fonctionnement des outils appartenant au premier groupe s'expliquent par le fait que les coûts des outils de ce groupe peuvent atteindre 70 à 95 % de tous les coûts des outils de travail d'une presse standard. Nous considérons ici les conceptions de base des pièces incluses dans l'outil de pressage.

Sert de récepteur pour le lingot chauffé. Pendant le processus d’extrusion, il absorbe toute la pression du métal pressé dans des conditions de frottement intense à haute température. Pour assurer

Pour garantir une durabilité suffisante, les conteneurs sont fabriqués sous forme de composites de deux à quatre bagues. En termes de dimensions, le conteneur est la plus grande partie de l'ensemble d'outils de presse, dont le poids peut atteindre 100 tonnes. Une conception typique d'un conteneur à trois couches est illustrée à la Fig. 5.22.

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Riz. 5.22. Récipient: 1 - pochette intérieure; 2 - la bague médiane ; 3 - manchon extérieur ; 4 - trous pour tiges chauffantes de récipient en cuivre

Porte-matrice verrouille le côté sortie du récipient et s'y connecte le long d'une surface conique. Dans la partie centrale du support de matrice se trouve un emplacement pour placer la matrice. Les matrices s'installent soit depuis l'extrémité du porte-matrice, soit depuis l'intérieur. Surface conique L'interface entre le support de matrice et le conteneur subit de lourdes charges, c'est pourquoi les supports de matrice sont fabriqués en aciers moulés résistants à la chaleur et présentant des caractéristiques de résistance élevées.

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

Timbre de presse transmet la force du cylindre principal au métal pressé et absorbe toute la charge de la pression de pressage. Pour protéger l'extrémité du tampon de presse du contact avec la pièce chauffée, des rondelles de presse remplaçables sont utilisées, qui ne sont pas fixées au tampon de presse et sont retirées du récipient après chaque cycle de pressage avec les résidus de presse pour être séparées et utilisées dans le prochain cycle. Une exception est le pressage semi-continu, dans lequel la rondelle de presse est fixée à la matrice de presse et, après la fin du cycle, revient à sa position d'origine à travers la cavité du récipient. En fonction des conditions de fonctionnement, les matrices de presse sont fabriquées à partir d'aciers alliés forgés à haute résistance (38KhNZMFA, 5KhNV, 5KhNM, 27Kh2N2MVF).

Dans la pratique du pressage, des matrices de presse à tiges et à tuyaux sont utilisées. Les matrices de presse à section pleine sont utilisées pour presser des profilés pleins, ainsi que des tuyaux, sur des presses à profilés en tige avec un mandrin mobile fixé aux matrices de presse et se déplaçant avec elles. La conception des matrices de presse est illustrée à la Fig. 5.23.

À l'extrémité non active du tampon de presse se trouve une tige qui sert à fixer le tampon de presse à la traverse de pressage de la presse. Les tampons de presse sont fabriqués soit en une seule pièce, soit en préfabriqués. L'utilisation de matrices PRSS préfabriquées permet l'utilisation de pièces forgées de plus petit diamètre pour leur production.

Objectif principal des travailleurs rondelles-presses est d'exclure tout contact direct entre le tampon de presse et la pièce chauffée. Pendant le processus de déformation, les rondelles presse absorbent toute la pression de pressage et sont soumises à des charges de température cycliques. Elles sont donc fabriquées à partir de pièces forgées en aciers à matrice (5ХНМ, 5ХНВ, 4Х4ВМФС, ЗХ2В8Ф, etc.).

Riz. 5.23. Timbres de presse : UN - solide; b- creux

Porte-aiguille conçu pour fixer l'aiguille et lui transmettre la force de la traverse mobile du dispositif de perçage, à la tige de laquelle elle est fixée par une section filetée.

L'outil permettant de percer une pièce à usiner s'appelle aiguille, et pour former une cavité interne dans des tuyaux et des profilés creux - mandrin. Parfois, ces fonctions sont assurées par un seul outil. Lors du pressage d'une pièce creuse, le mandrin est fixé dans un tampon de presse (pressage avec une aiguille mobile sur une presse à profilés en tige) ou dans un porte-aiguille (pressage sur une presse à profilés tubulaires avec un système de perçage). Lors du pressage de profilés creux à partir d'une pièce solide, l'aiguille-mandrin est partie intégrante matrice combinée.

Pour la fabrication d'aiguilles, des aciers tels que KhN62MVKYu, ZhS6K, 5KhZVZMFS, ZKh2V8F, 4Kh4VVMFS, ZKh2V8F, etc. sont utilisés. La figure 5.24 montre schématiquement les aiguilles des presses verticales et horizontales utilisées pour presser des tuyaux et des profilés de section constante.

Riz. 5.24. Aiguilles : UN - presse verticale; b- presse horizontale

Une partie d'un outil de pressage qui, une fois pressée, garantit l'obtention d'un profil aux dimensions requises et à la qualité de sa surface est appelée matrice. Typiquement, la matrice est réalisée sous la forme d'un disque dans lequel est découpé un canal dont la forme en coupe doit correspondre à la section du profilé à presser. Le diamètre de la matrice dépend des dimensions du récipient et de la pièce, et l'épaisseur de la matrice est choisie en fonction de considérations de conception et technologiques.

La matrice fonctionne dans des conditions extrêmement difficiles de températures élevées et de forces spécifiques avec des capacités de lubrification et de refroidissement minimales. Cette pièce est considérée comme la plus critique et la plus susceptible d'usure de toutes les pièces incluses dans l'ensemble de l'outil de presse. Selon le nombre de trous, les matrices peuvent être mono ou multicanaux. Le nombre de trous dans la matrice est déterminé par le type de produit et la productivité requise de la presse. En fonction de leur conception, les matrices sont divisées en deux groupes : le premier est destiné à fabriquer des produits à section pleine ou des profilés creux pressés par la méthode du tube à partir d'une pièce creuse, et le second est utilisé pour presser des profilés creux à partir d'un solide. pièce à usiner et est une combinaison d'une matrice avec un mandrin (matrice combinée). La matrice forme le contour du produit pressé et détermine la précision de ses dimensions et de la qualité de sa surface.

Pour presser la majeure partie des tuyaux et des tiges en métaux et alliages non ferreux, différents types de matrices sont utilisés, dont certains sont illustrés à la Fig. 5.25.

Riz. 5.25. Types de matrices : UN- plat; b - radial ; V-équipe nationale:

1 - insérer; 2 - une pince ; g - conique : 3 - cône de travail; 4 - courroie de calibrage

La surface de la partie compressive de la zone plastique de la matrice du côté où le métal y pénètre peut avoir différentes formes. La pratique a établi que angle optimal le cône d'entrée dans le canal matriciel est de 60 à 100°. À mesure que l'angle du cône augmente, des zones mortes apparaissent, réduisant ainsi le risque que des parties contaminées du lingot pénètrent dans le produit.

Les dimensions finales du produit sont obtenues par passage sur une bande de calibrage dont la longueur est déterminée par le type de métal pressé. Souvent, pour augmenter la durée de vie, la matrice est rendue amovible et la courroie est constituée d'alliages durs.

Les matrices sont constituées d'aciers pour matrices et résistants à la chaleur (ZKh2V8F, 4KhZM2VFGS, 4Kh4NMVF, 30Kh2MFN), et les inserts matriciels sont en alliages durs (VK6, VK15, ZhS6K). Les matrices en acier sont situées directement dans la matrice. Lors du pressage d'alliages d'aluminium, les matrices sont soumises à une nitruration pour réduire la friction et le collage.

Des matrices en alliages durs et résistants à la chaleur sont également utilisées sous forme d'inserts 1, installé dans des cages 2 (Fig. 5.26, V), ce qui permet non seulement d'économiser des matériaux coûteux, mais également d'augmenter la durabilité des matrices.

Pour le pressage de profilés creux, des matrices combinées sont utilisées (Fig. 5.26), dont les conceptions diffèrent par la forme et la taille de la zone de soudage et la géométrie du diviseur. Toutes les conceptions de matrices combinées, en fonction du nombre de produits pressés simultanément, sont divisées en monocanal et multicanal.

Riz. 5.26. Matrices combinées : UN- matrice avec un séparateur saillant :

1 - poste de soutien; 2 - peigne diviseur ; 3 - aiguille; 4 - filière; 5 - corps; b- matrice préfabriquée : JE - diviseur; 2 - matrice; 3 - garniture; 4 - porte-matrice ; 5 - une pince ; 6 - un anneau de support ; 7 - goupille ; 8 - aiguille diviseuse

Les matrices monocanal, selon la conception, ont différents types de séparateurs (saillants, semi-encastrés, encastrés, plats), et peuvent également être des capsules et des ponts. Une matrice avec un diviseur saillant (Fig. 5.26, UN) a un libre accès du métal à la zone de soudage. La section transversale du diviseur dans une telle matrice a la forme d'une ellipse. Lors du pressage à travers une telle matrice, les résidus de presse sont éliminés après chaque cycle en les arrachant de l'entonnoir à matrice ou en pressant la pièce suivante. Cette opération s'effectue en retirant brusquement le récipient de la matrice.

Dans la plupart des cas, les matrices combinées sont réalisées sous forme de matrices préfabriquées (Fig. 5.26, b). Ceci facilite leur entretien et permet de réduire le coût de leur production.

Les équipements et outils de pressage sont constamment améliorés, ce qui permet d'augmenter l'efficacité de ce type de formage des métaux.

Bases de la technologie de pressage

La construction du processus technologique de pressage comprend : la sélection de la méthode de pressage ; calcul des paramètres de la pièce (forme, dimensions et méthode de préparation au pressage) ; justification de la méthode et de la plage de température de chauffage des pièces ; calculs de la vitesse de pressage et de l'expiration, ainsi que de la force de pressage ; choix équipement auxiliaire pour le traitement thermique, le redressage, la conservation, ainsi que pour les opérations de contrôle qualité des produits pressés.

Dans la technologie du pressage, tout d'abord, le dessin en coupe d'un produit de presse donné est analysé et le type de pressage et le type d'équipement correspondant sont sélectionnés. A ce stade, la qualité de l'alliage et la longueur de livraison du profilé sont prises en compte comme données initiales, en coordonnant tous les calculs avec des documents réglementaires tels que spécifications techniques pour les profilés extrudés élaborés sur la base des normes actuelles de l'état et de l'industrie, ainsi que exigences supplémentaires, convenu entre le fournisseur et le consommateur.

Pour sélectionner une méthode de pressage et sa variété, il est nécessaire d'analyser les données initiales et les exigences du produit, en tenant compte du volume de production et de l'état de livraison du produit au client. L'analyse doit également évaluer les capacités techniques des équipements de pressage existants, ainsi que la ductilité du métal embouti à l'état embouti.

Dans la pratique de la production de pressage, le pressage avant et arrière est le plus souvent utilisé. Pour les profilés ayant une grande longueur de livraison et présentant une hétérogénéité structurelle minimale, il est conseillé d'utiliser la méthode de pressage inversé. Dans tous les autres cas, la méthode directe est utilisée, notamment pour les produits de plus grande section, jusqu'à des dimensions se rapprochant des dimensions de la section transversale du manchon du récipient.

Un schéma technologique typique utilisé pour presser des profilés, des tiges et des tuyaux en alliages d'aluminium durcis thermiquement sur des presses hydrauliques horizontales est illustré à la Fig. 5.27.

Riz. 5.27.

L'ébauche à presser peut être coulée ou déformée, et ses paramètres sont déterminés à partir de la somme des masses du produit de presse et des déchets au stade du pressage. Le diamètre de la pièce est calculé en fonction de la section transversale du produit de presse, admissible pour l'extrait d'alliage pressé par rapport au type de pièce (lingot ou produit semi-fini déformé), et de la force de la presse . Pour les produits pressés qui ne sont pas soumis à une déformation supplémentaire, l'étirage minimum doit être d'au moins 10, et pour les produits pressés soumis à un traitement ultérieur sous pression, cette valeur peut être réduite à environ 5. L'étirage maximum est déterminé par la force de la presse, la durabilité de l'outil de pressage et la ductilité du métal pressé. Plus la ductilité est élevée, plus l'allongement maximal admissible est grand. Les ébauches pour tiges de pressage et tuyaux ont généralement un rapport longueur/diamètre de 2 à 3,5 et 1 à 2,0, respectivement. Ceci s'explique par le fait que l'utilisation de flans longs lors du pressage des tuyaux entraîne une augmentation significative de leur épaisseur de paroi.

Dans la plupart des cas, les lingots sont utilisés comme ébauche pour le pressage. Par exemple, pour produire des lingots à partir d'alliages d'aluminium, la méthode de coulée semi-continue dans un cristalliseur électromagnétique est actuellement très répandue. Les lingots ainsi obtenus diffèrent meilleure qualité structures et surfaces. Après la coulée, les lingots destinés aux produits de haute qualité sont soumis à un recuit d'homogénéisation, après quoi la structure des pièces devient homogène et la ductilité augmente, ce qui permet d'intensifier considérablement le processus de pressage ultérieur et de réduire les déchets technologiques.

En tournant et en pelant les lingots, il est possible d'éliminer les défauts de surface d'origine coulée. Cependant, l'échauffement ultérieur des lingots conduit à la formation d'une couche de tartre, ce qui réduit la qualité des produits pressés. À cet égard, l'une des méthodes efficaces est le scalpage à chaud des billettes, qui consiste dans le fait que le lingot, après chauffage, est poussé à travers une matrice de scalpage spéciale dont le diamètre est inférieur au diamètre du lingot par le quantité de la couche superficielle scalpée (Fig. 5.28).

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Riz. 5.28. Schéma de scalping des lingots : 1 - timbre de presse; 2 - prisme nourricier ; 3 - lingot; 4 - bague de guidage à sertir ; 5 - couche du cuir chevelu ; 6 - matrice de scalpage; 7 - point d'attache de la matrice de scalping ; 8 - guide de sortie ; 9 - convoyeur à rouleaux sortant

Le scalpage s'effectue soit dans des installations distinctes situées entre la presse et le dispositif de chauffage, soit directement à l'entrée du conteneur de la presse.

La température du métal lors du pressage doit être choisie en tenant compte du fait que dans la zone de déformation le métal est dans un état de plasticité maximale. L'aluminium et ses alliages sont pressés à des températures de 370 à 500 °C, le cuivre et ses alliages à 600 à 950 °C, les alliages de titane et de nickel à 900 à 1 200 °C et l'acier à 1 100 à 1 280 °C.

La température du métal lors du pressage et le débit sont les principaux paramètres technologiques du procédé. Habituellement, ces deux paramètres sont combinés en un seul concept : les conditions de température et de vitesse, qui déterminent la structure, les propriétés et la qualité des produits pressés. Le strict respect des conditions de température et de vitesse est la base pour obtenir des produits de haute qualité. Ceci est particulièrement important pour le pressage des alliages d'aluminium, qui sont pressés à des vitesses nettement inférieures à celles des alliages de cuivre.

Les principaux types de traitement thermique des produits pressés sont : le recuit, le durcissement, le vieillissement.

Après pressage et traitement thermique, les produits pressés peuvent présenter des déformations en longueur et en section. Pour éliminer la distorsion de la forme des produits pressés, des machines de redressage et d'étirage, des machines de fusion de tubes à rouleaux croisés et des machines de redressage à rouleaux sont utilisées.

Pour donner aux produits pressés un aspect commercialisable, leur surface est traitée, ce qui élimine les lubrifiants, le tartre et divers défauts de surface. Une place particulière dans ces opérations, appelées finitions, est accordée à la gravure. Pour un certain nombre de produits de presse, principalement en alliages d'aluminium, une anodisation est réalisée (processus de création d'un film à la surface des produits de presse par polarisation dans un milieu conducteur) à des fins décoratives, ainsi que revêtement protecteur. Le processus technologique d'anodisation des produits de presse comprend les opérations de dégraissage, de gravure, de lavage, d'avivage, d'anodisation elle-même, de séchage et d'application d'un film anodique.

La découpe des produits de presse en longueurs mesurées et la découpe d'échantillons pour les tests mécaniques sont effectuées de diverses manières. La méthode de coupe la plus courante consiste à utiliser des scies circulaires utilisant des fraises à tronçonner.

La plupart des produits de presse, après découpe et acceptation par le service de contrôle technique, sont conservés et conditionnés en conteneurs. Le paquet lubrifié de produits de presse est placé dans une enveloppe épaisse en papier huilé, qui élimine le contact direct du métal avec le bois et la pénétration de l'humidité dans le métal.

Questions de test et devoirs pour le chapitre 5

• 1. Définissez le terme « pressage » et expliquez l’essence de ce processus.
• 2. Quel schéma d'état de contrainte est réalisé lors du pressage dans la zone de déformation ?
• 3. Énumérez et commentez les avantages et les inconvénients du processus d'extrusion par rapport au laminage de profilés et de tubes.
• 4. Énumérez les domaines d'application les plus appropriés du pressage.
• 5. Quelles formules peuvent être utilisées pour calculer le coefficient d'allongement lors du pressage ?
• 6. Quel est le lien entre le degré relatif de déformation et le coefficient d'allongement ?
• 7. Comment, connaissant la vitesse de pressage, peut-on déterminer le débit ?
• 8. Énumérez les principales méthodes de pressage.
• 9. Décrire les caractéristiques du pressage direct.
• 10. Quels sont les avantages du pressage inversé par rapport au pressage direct ?
• 11. Qu'est-ce que le pressage semi-continu ?
• 12. Quelle est la caractéristique de conception de la rondelle presse pour le pressage semi-continu ?
• 13. Décrire le principe du pressage continu à l’aide des concepts

• 14. En quelles étapes le processus de pressage est-il divisé ?
• 15. Décrire le schéma de formation d'une tension de presse pendant le pressage.
• 16. Énumérez les principaux modèles qui déterminent la quantité de résidus de presse.
• 17. Quelles méthodes sont utilisées pour réduire la quantité de résidus de pressage lors du pressage ?
• 18. À quoi sert l'aiguille à mandrin lors du pressage des tuyaux ?
• 19. Comparez le pressage des tuyaux en utilisant les méthodes directe et inverse.
• 20. Comment est organisé le processus de pressage des tuyaux avec soudage ?
• 21. Décrire la configuration de l'outil lors de l'extrusion de tuyaux à travers une matrice combinée à canal unique.
• 22. Quelle est la caractéristique de conception de la matrice combinée ?
• 23. Énumérez les caractéristiques du pressage via une matrice multicanal.
• 24. Dans quels cas est-il conseillé de remplacer le pressage monocanal par un pressage multicanal ?
• 25. Donnez une formule pour calculer le coefficient d'allongement pour le pressage multicanal.
• 26. Pourquoi est-il nécessaire de déterminer les conditions de force de pressage ?
• 27. Quelles méthodes existent pour déterminer les conditions de force de pressage ?
• 28. Décrire les principales méthodes expérimentales pour déterminer les conditions de force de pressage, leurs avantages et inconvénients.
• 29. Nommer et décrire les méthodes analytiques pour estimer la force de pression.
• 30. Quels composants composent la force totale de la presse ?
• 31. Nommez les principaux facteurs influençant la quantité de force de pression.
• 32. Énumérez les principes de base selon lesquels les vitesses de pressage sont sélectionnées.
• 33. Décrire la conception type d'une installation de presse hydraulique.
• 34. Quels types de presses hydrauliques sont utilisés pour le pressage ?
• 35. Expliquer le principe de fonctionnement des presses hydrauliques à barres et à tubes.
• 36. Que comprend le kit d'outils de presse ?
• 37. Décrivez le but et la conception du contenant.
• 38. Quels aciers sont utilisés pour la fabrication d'outils de pressage.
• 39. Quels types de matrices sont utilisés pour le pressage ?
• 40. Quelle est la procédure à suivre pour développer un procédé technologique de pressage ?
• 41. Quelles opérations sont incluses dans le schéma technologique de pressage des produits pressés en aluminium ?
• 42. Comment les publications de presse sont-elles éditées ?
• 43. Pourquoi l'anodisation des produits de presse en aluminium est-elle effectuée ?

L'appareil est destiné à la production d'ébauches d'anneaux de meules de meulage et de polissage de haute qualité sur céramique, bakélite, vulcanite et autres liants. Il contient un boîtier mobile verticalement avec des guides horizontaux. Un mandrin avec des plaques de formage est situé à l'intérieur du corps. Le mécanisme de mouvement vertical du boîtier se présente sous la forme d'engrenages à deux crémaillères. L'un des rails est fixé sur la traverse inférieure de l'appareil, le second sur la traverse supérieure. L'engrenage est relié à des guides horizontaux. L'appareil permet de réduire la différence de hauteur des cercles. 2 malades.

L'invention concerne l'industrie des abrasifs, en particulier les dispositifs permettant de produire des ébauches d'anneaux de meules de meulage et de polissage hautement abrasives sur des liants céramiques, bakélites, vulcanites et autres. Un dispositif connu pour le moulage d'ébauches sur une seule face meules, comprenant un corps, des plaques de moulage supérieure et inférieure montées sur un mandrin. L'inconvénient de ce dispositif, destiné au pressage unilatéral, est des capacités technologiques limitées, car lors du moulage d'ébauches d'anneaux d'une hauteur de 50 mm ou plus, il est impossible d'assurer une densité uniforme des ébauches, et donc des propriétés mécaniques uniformes de les cercles finis en hauteur et leur qualité requise. Le dispositif spécifié est installé en permanence sur la table d'une presse hydraulique à usage général. Dans ce cas, le pressage de pièces hautes est impossible, car il est impossible de charger la masse initiale dans l'appareil et de pousser le compact hors de l'appareil (l'espace de travail d'une presse polyvalente est petit). On connaît également un dispositif conçu pour le pressage unilatéral de flans. meules abrasives avec pré-pressage, comprenant un corps mobile dans la direction verticale, une plaque de moulage supérieure, un mandrin, une plaque de moulage inférieure et un mécanisme de déplacement du corps contenant des guides et des éléments élastiques. Le dispositif spécifié pour le pressage unilatéral avec pré-pressage élimine partiellement la différence de densité des pièces résultantes et étend les capacités technologiques du processus de pressage. Dans ce cas, au stade de l'achèvement du pressage unilatéral, à l'aide du plateau de moulage supérieur, le mélange de moulage est pré-pressé par le plateau de moulage inférieur en raison du mouvement vers le bas de la matrice. Dans ce cas, l'appareil est également installé à demeure sur la table d'une presse polyvalente, ce qui limite ses capacités technologiques. Un inconvénient important d'un dispositif conçu pour le pressage unilatéral de pièces avec pré-pressage est le chemin différent parcouru dans la matrice par les plaques de moulage supérieure et inférieure, c'est-à-dire une compression différente du mélange de moulage, ainsi que des forces différentes agissant sur le pressage du côté des plaques de moulage supérieure et inférieure. Par ailleurs, cette différence d'effort dépendra de la hauteur du mélange dans le dispositif et de la hauteur de compactage. Cet inconvénient conduit à une différence significative de densité compacte et à une hétérogénéité des propriétés mécaniques (résistance et dureté) des meules abrasives obtenues à partir d'elles en hauteur. L'essence technique et l'effet obtenu les plus proches de l'invention proposée sont un dispositif de pressage d'ébauches de meules abrasives, qui comprend un boîtier monté sur des guides horizontaux, à l'intérieur duquel se trouve un mandrin sur lequel sont installées des plaques de moulage supérieure et inférieure, un mécanisme pour le mouvement vertical du boîtier et des guides horizontaux, une traverse inférieure avec butées pour la plaque de formage inférieure et une traverse supérieure installée avec possibilité de mouvement vertical avec un poinçon qui y est fixé. Dans ce dispositif, le processus de pressage unilatéral est d'abord effectué par la plaque de formage supérieure, puis, après compression des éléments élastiques par déplacement du corps vers le bas, le mélange abrasif est soumis à un prépressage par la plaque de formage inférieure. . Mais le prépressage ne garantit pas une densité égale des pièces en hauteur. Ainsi, le principal inconvénient de l'analogue le plus proche est la différence de densité des pièces en hauteur et, par conséquent, les différentes propriétés mécaniques, principalement la résistance et la dureté, des meules abrasives obtenues en hauteur. Le résultat technique est une réduction de la différence de densité dans la hauteur des cercles (la densité est égale à la masse d'une unité de volume du corps). Sous la différence de densité dans cette décision Cela signifie une diminution des fluctuations des valeurs numériques de cette densité sur toute la hauteur du cercle et, par conséquent, une diminution des fluctuations de dureté sur la hauteur du cercle. Cette tâche est réalisée grâce au fait que dans un dispositif de pressage d'ébauches de meules abrasives, contenant un boîtier monté sur des guides horizontaux, à l'intérieur duquel se trouve un mandrin sur lequel sont installées des plaques de formage supérieure et inférieure, un mécanisme de mouvement vertical du boîtier et guides horizontaux, une traverse inférieure sur laquelle sont installées des butées pour la plaque inférieure et la traverse supérieure installée avec possibilité de mouvement vertical avec le poinçon fixé dessus, selon l'invention, le mécanisme de déplacement vertical du le corps et les guides horizontaux sont réalisés sous la forme d'engrenages à double crémaillère, dont l'une des crémaillères est fixée sur la traverse inférieure, la seconde sur la traverse supérieure, et l'engrenage est relié aux guides horizontaux. Le fait que le mécanisme de déplacement vertical du boîtier avec guides horizontaux soit réalisé sous la forme d'engrenages à double crémaillère permet de lier le mouvement de la traverse mobile supérieure avec le mouvement vers le bas du boîtier avec les guides horizontaux. De plus, comme il ressort des lois de la mécanique (voir Yablonsky A.A., Nikiforova V.M. Cours mécanique théorique. Partie 1. -M. : Higher School, 1977, p. 234, fig. 310), le poinçon de l'appareil monté sur la traverse supérieure et les lattes qui y sont fixées se déplaceront vers le bas à une vitesse deux fois supérieure à celle des engrenages, et donc à la vitesse du corps de l'appareil. . Ce rapport des vitesses de déplacement du poinçon supérieur et du corps vers le bas, à condition de préciser la même distance entre le poinçon et le plateau de formage supérieur, ainsi qu'entre le plateau de formage inférieur et les butées du plateau de formage inférieur installés sur la traverse inférieure, assurera la mise en œuvre d'un pressage double face du mélange abrasif avec compression égale du côté des plateaux supérieur et inférieur. Le pressage double face, quant à lui, assurera l'uniformité de la pièce, l'uniformité de ses propriétés mécaniques, et augmentera donc la qualité des meules hautement abrasives obtenues. Le dispositif proposé est illustré sur les figures 1 à 2, où sur les figures. La figure 1 représente une vue générale du dispositif (vue depuis la position de chargement) dans sa position initiale ( côté gauche) et au début du pressage (côté droit), sur la Fig. 2 - vue de l'appareil (vue de face) en début de pressage (côté gauche) et en fin de pressage (côté droit). Un dispositif de pressage d'ébauches de meules abrasives contient un boîtier 1 avec des meules 2, à l'intérieur duquel se trouve un mandrin 3 avec des plaques de formage supérieure 4 et inférieure 5. Le boîtier 1 est monté avec ses roues 2 sur des guides horizontaux (rails) 6, fixés à la plaque de base 7. Il y a des traverses supérieure et inférieure 8 et 9. La traverse supérieure 8 est réalisée avec possibilité de mouvement vertical. Le mécanisme de déplacement vertical du boîtier 1 avec guides horizontaux (rails) 6 est réalisé sous la forme de crémaillères 10, 11 et d'engrenages 12. Les 10 crémaillères sont fixées sur la traverse inférieure 9 de l'appareil, les 11 crémaillères sont sur la traverse supérieure 8. Les engrenages 12 sont reliés au moyen d'une plaque de base 7 avec des guides horizontaux 6. Un poinçon 13 est fixé à la traverse supérieure 8. Deux butées 14 de la plaque de moulage inférieure 5 sont installées sur la traverse inférieure. bras 9. L'appareil fonctionne de la manière suivante. Dans la cavité annulaire du boîtier 1 en position de chargement (non représentée), le mélange de moulage 15 est chargé sur la plaque de moulage inférieure 5, et la plaque de moulage supérieure 4 est ensuite installée par-dessus, le long des guides horizontaux. (rails) 6, le boîtier 1 est fixé dans zone de travail appareils (Fig. 1 et 2). Le lecteur de périphérique est allumé (non illustré sur les Fig. 1 - 2). Dans ce cas, la traverse supérieure 8, ainsi que le poinçon 13 et les lattes 11, commencent à descendre. Dans le même temps, en raison de l'interaction des crémaillères 11 avec les engrenages 12 et les crémaillères 10, les engrenages 12, la plaque de base 7, les guides horizontaux (rails) 6, les roues 2 et la carrosserie 1. Depuis la position initiale (le côté gauche de la Fig. 1) jusqu'au moment du contact avec la plaque de moulage supérieure 4, le poinçon 13 parcourt un trajet égal à 2h 1, puisque le corps 1 descend simultanément avec le poinçon 13. Dans ce cas, le corps 1 du dispositif, avec le mandrin 3, les plaques de moulage supérieure et inférieure 4 et 5 et le mélange abrasif 15, parcourent un trajet égal à h 1 . Si h 1 = h 2 , où h 2 est la distance entre le plateau de formage inférieur 5 et les supports 14, alors à ce moment le plateau 5 entrera en contact avec les supports 14. A partir du moment où le poinçon 13 touche le plateau de formage supérieur plaque 4 et la plaque inférieure de formation 5 les butées 14. Le processus de pressage commence. Pendant le pressage, le mélange de moulage 15 est comprimé d'une quantité h par la plaque de moulage supérieure 4 lorsqu'il se déplace vers le bas avec le poinçon 13 (Fig. 2) et est comprimé d'une quantité h par la plaque de moulage inférieure 5 en raison du boîtier. 1 se déplaçant vers le bas de cette valeur h avec le pressage 16. Dans ce cas, le poinçon 13, avec la plaque de formage supérieure 4, parcourt un trajet égal à 2h. Une fois l'opération de pressage terminée, le corps 1, ainsi que les roues 2, les guides horizontaux 6 et la plaque 7, à l'aide des crémaillères 10, 11 et des engrenages 12, reviennent à leur position d'origine grâce au mouvement vers le haut du traverse 8. Ensuite, le long des guides horizontaux 6, le corps 1 sur roues 2 est déplacé vers la position de pressage 16. Un prototype de dispositif de pressage d'ébauches de meules abrasives en électrocorindon sur un liant céramique de dimensions 100 x 80 x 32 mm (GOST 2424-83) a été développé. Cet appareil est équipé de mécanismes à deux crémaillères présentant les caractéristiques suivantes : - les rails mobiles ont une longueur de 800 mm avec une longueur de la partie crémaillère de 300 mm, leur section est de 25x25 mm, matériau 40X ; - les lattes fixes ont une longueur de 400 mm avec une longueur de la partie à lattes de 300 mm, leur section est de 25x25 mm, matériau 40X ; - les engrenages ont un diamètre de cercle primitif de 80 mm, le nombre de dents est de 40, le module dentaire est de 2 mm, le matériau est de 35X ; - des axes d'engrenages en acier 45 d'un diamètre de 25 mm sont soudés à la plaque de base. Après l'opération de traitement thermique, les pièces obtenues sur un appareil prototype ont été soumises à un contrôle des propriétés mécaniques conformément à GOST 25961-83. La dureté des cercles a été déterminée par la méthode acoustique à l'aide de l'appareil Sound 107-01. Les résultats du contrôle ont montré que la dureté est uniforme sur toute la hauteur des roues et que leur qualité après usinage répond aux exigences de la norme de l'usine abrasive de Chelyabinsk. Il est conseillé d'utiliser l'appareil proposé pour la fabrication de meules hautes (hauteur de 50 à 300 mm ou plus) sur liants céramique, bakélite et vulcanite. Sources d'information 1. Équipements et équipements des entreprises de l'industrie des abrasifs et du diamant /V. A. Rybakov, V.V. Avakyan, O.S. Masevich et al. - L. : Génie Mécanique, p. 154-155, fig. 6.1. 2. Ibid., p. 155, fig. 6.2. 3. Brevet RU 2095230 C1, B 24 D 18/00, 1997.

Pressage

Pressage– un type de traitement sous pression dans lequel le métal est expulsé d'une cavité fermée à travers un trou dans la matrice correspondant à la section transversale du profilé pressé.

Il s'agit d'une méthode moderne de production de diverses ébauches de profilés : tiges d'un diamètre de 3...250 mm, tuyaux d'un diamètre de 20...400 mm avec une épaisseur de paroi de 1,5...15 mm, profilés de sections complexes , solide et creux, avec une section transversale allant jusqu'à 500 cm 2.

La méthode a été scientifiquement étayée pour la première fois par l'académicien N.S. Kurnakov. en 1813 et était principalement utilisé pour la production de tiges et de tuyaux en alliages étain-plomb. Actuellement, comme pièce initiale, des lingots ou des produits laminés en aciers au carbone et alliés, ainsi qu'en métaux non ferreux et alliages à base de ceux-ci (cuivre, aluminium, magnésium, titane, zinc, nickel, zirconium, uranium, thorium) sont utilisés. .

Le processus technologique de pressage comprend les opérations suivantes :

· préparer la pièce au pressage (découpe, tournage préalable sur machine, car la qualité de la surface de la pièce affecte la qualité et la précision du profil) ;

· chauffage de la pièce suivi d'un détartrage ;

· placer la pièce dans un conteneur ;

· le processus de pressage lui-même ;

· finition du produit (séparation des résidus de presse, découpe).

Le pressage est réalisé sur des presses hydrauliques à piston vertical ou horizontal, d'une capacité allant jusqu'à 10 000 tonnes.

Deux méthodes de pressage sont utilisées : direct Et dos(Fig. 11.6.)

Lors du pressage direct, le mouvement du poinçon de presse et l'écoulement du métal à travers le trou de la matrice se produisent dans la même direction. Avec le pressage direct, beaucoup plus de force est nécessaire, car une partie de celle-ci est consacrée à surmonter la friction lors du déplacement du métal de la pièce à l'intérieur du conteneur. Les résidus de presse représentent 18...20 % du poids de la pièce (dans certains cas - 30...40 %). Mais le processus se caractérise par une qualité de surface supérieure et le schéma de pressage est plus simple.

Riz. 11.6. Schéma de pressage d'une tige par la méthode directe (a) et inversée (b)

1 – tige finie ; 2 – matrice ; 3 – pièce à usiner ; 4 - coup de poing

Lors du pressage inverse, la pièce est placée dans un récipient aveugle, et pendant le pressage elle reste immobile, et la sortie du métal du trou de la matrice, qui est fixé à l'extrémité du poinçon creux, se produit dans la direction opposée à la mouvement du poinçon avec la matrice. Le pressage inverse nécessite moins d'effort, le résidu de pressage est de 5...6 %. Cependant, une déformation moindre a pour résultat que la tige extrudée conserve des traces de la structure métallique coulée. La conception est plus complexe

Le processus de pressage est caractérisé par les paramètres principaux suivants : coefficient d'allongement, degré de déformation et vitesse d'écoulement du métal à partir du point de la matrice.

Le taux d'étirage est défini comme le rapport de la surface de la section transversale du conteneur à la surface de la section transversale de tous les trous de la matrice.

Degré de déformation :

Le taux de sortie de métal du point de la matrice est proportionnel au coefficient d'étirage et est déterminé par la formule :

où : – vitesse de pressage (vitesse de poinçonnage).

Lorsqu'il est pressé, le métal est soumis à une compression inégale et présente une ductilité très élevée.

Les principaux avantages du processus sont les suivants :

· la capacité de traiter des métaux qui ne peuvent pas être traités par d'autres méthodes en raison de leur faible ductilité ;

· la capacité d'obtenir presque n'importe quel profil transversal ;

· obtenir une large gamme de produits sur le même matériel de presse avec remplacement de la matrice uniquement ;

· productivité élevée, jusqu'à 2…3 m/min.

Inconvénients du processus :

· augmentation de la consommation de métal par unité de produit en raison des pertes sous forme de résidus de presse ;

· l'apparition dans certains cas d'irrégularités notables des propriétés mécaniques sur la longueur et la section transversale du produit ;

· coût élevé et faible durabilité de l'outil de pressage ;

· haute intensité énergétique.

Dessin

L’essence du processus d’étirage consiste à tirer les pièces à travers un trou effilé (matrice) dans un outil appelé matrice. La configuration du trou détermine la forme du profil résultant. Le diagramme de dessin est présenté sur la Fig. 11.7.

Figure 11.7. Schéma de dessin

Par tréfilage on obtient du fil d'un diamètre de 0,002...4 mm, des tiges et des profilés de section profilée, tuyaux à paroi mince, y compris capillaires. Le dessin est également utilisé pour calibrer la section et améliorer la qualité de surface des produits transformés. L'emboutissage est souvent réalisé à température ambiante, lorsque la déformation plastique s'accompagne d'un durcissement ; ceci permet d'augmenter les caractéristiques mécaniques du métal, par exemple, la résistance à la traction augmente de 1,5 à 2 fois.

Le matériau de départ peut être une tige laminée à chaud, de l'acier laminé, du fil, des tuyaux. Divers aciers sont traités par étirage composition chimique, métaux et alliages non ferreux, y compris précieux.

L'outil principal pour dessiner sont les matrices divers modèles. Les matrices travaillent dans des conditions difficiles : des contraintes élevées se conjuguent à une usure lors du brochage, c'est pourquoi elles sont constituées d'alliages durs. Pour obtenir des profils particulièrement précis, les matrices sont en diamant. La conception de l'outil est présentée sur la Fig. 11.8.

Figure 11.8. Vue générale de la matrice

Voloka 1 fixé dans le support 2. Les filières ont une configuration complexe, ses composants sont : la partie d'admission I, comprenant le cône d'entrée et la partie de lubrification ; déformer la partie II avec un angle au sommet (6...18 0 - pour les tiges, 10...24 0 - pour les tuyaux) ; bande de calibrage cylindrique III de 0,4…1 mm de long ; cône de sortie IV.

Le processus technologique de dessin comprend les opérations suivantes :

· recuit préalable des pièces pour obtenir une structure à grains fins du métal et augmenter sa ductilité ;

· gravure des pièces dans une solution d'acide sulfurique chauffée pour éliminer le tartre, suivie d'un lavage après détartrage, une couche lubrifiante est appliquée sur la surface par cuivrage, phosphatation, chaulage, le lubrifiant adhère bien à la couche et le coefficient de frottement est considérablement réduit;

· dessin, la pièce est tirée séquentiellement à travers une série de trous progressivement décroissants ;

· recuit pour éliminer le durcissement : après 70...85 % de réduction pour l'acier et 99 % de réduction pour les métaux non ferreux ;

· finition des produits finis (coupage des extrémités, redressage, coupe à longueur, etc.)

Le processus technologique d'étirage est effectué sur des usines d'étirage spéciales. Selon le type de dispositif de tirage, on distingue les broyeurs : à mouvement linéaire du métal étiré (chaîne, crémaillère) ; avec enroulement du métal traité sur un tambour (tambour). Les broyeurs à tambour sont généralement utilisés pour produire du fil. Le nombre de rouleaux peut atteindre jusqu'à vingt. La vitesse d'étirage atteint 50 m/s.

Le processus d'étirage est caractérisé par les paramètres suivants : coefficient d'étirage et degré de déformation.

Le coefficient d'allongement est déterminé par le rapport des longueurs finale et initiale ou de la surface de la section transversale initiale et finale :

Le degré de déformation est déterminé par la formule :

Habituellement, en un seul passage, le coefficient d'allongement ne dépasse pas 1,3 et le degré de déformation est de 30 %. S'il est nécessaire d'obtenir une déformation importante, un étirage répété est effectué.

Pressage – le processus de fabrication de produits en pressant le métal chauffé d'une cavité fermée (récipient) à travers le trou de l'outil (matrice). Il existe deux méthodes de pressage : directe et inversée. À direct pressage(Fig. 17, UN) le métal est extrudé dans le sens de déplacement du poinçon. À inverse pressage(Fig. 17, b) le métal sort du récipient en direction du mouvement du poinçon.

Le matériau de départ pour le pressage est un lingot ou une tige laminée à chaud. Pour obtenir une surface de haute qualité après pressage, les pièces sont tournées et même meulées.

Le chauffage est réalisé dans des unités à induction ou dans des fours à bain de sel fondu. Les métaux non ferreux sont pressés sans chauffage.

Riz. 17. Pressurage direct (UN) et vice versa (b):

1 – conteneur ; 2 – coup de poing ; 3 – pièce à usiner ; 4 – aiguille; 5 – matrice ; 6 – profil

Déformation lors du pressage

Lors du pressage, un système de compression inégale sur tout le pourtour est mis en œuvre, sans contraintes de traction. Par conséquent, même les aciers et alliages à faible ductilité, tels que ceux à outils, peuvent être pressés. Même des matériaux aussi fragiles que le marbre et la fonte peuvent être pressés. Ainsi, le pressage permet de traiter des matériaux qui, en raison de leur faible ductilité, ne peuvent pas être déformés par d'autres méthodes.

Taux de tirage µ en appuyant, il peut atteindre 30-50.

Outil de pressage

Un outil est un récipient, un poinçon, une matrice, une aiguille (pour réaliser des profilés creux). Le profil du produit résultant est déterminé par la forme du trou de la filière ; trous dans le profil - avec une aiguille. Les conditions de travail de l'outil sont très difficiles : pressions de contact élevées, abrasion, échauffement jusqu'à 800-1200 C. Il est fabriqué à partir d'aciers à outils de haute qualité et d'alliages résistants à la chaleur.

Pour réduire les frottements, des lubrifiants solides sont utilisés : poudres de graphite, de nickel et de cuivre, bisulfure de molybdène.

Matériel de pressage

Ce sont des presses hydrauliques à poinçonneur horizontal ou vertical.

Produits pressés

Par pressage, des profils simples (cercle, carré) sont obtenus à partir d'alliages à faible ductilité et de profils de formes très complexes qui ne peuvent être obtenus par d'autres types d'OMD (Fig. 18).

Riz. 18. Professionnel pressé
ou

Avantages du pressage

La précision des profilés extrudés est supérieure à celle des profilés laminés. Comme déjà mentionné, il est possible d'obtenir des profils aux formes les plus complexes. Le processus est universel en termes de passage de taille en taille et d’un type de profil à un autre. Changer d’outils ne demande pas beaucoup de temps.

La capacité d’atteindre des degrés de déformation très élevés rend ce procédé très productif. Les vitesses de pressage atteignent 5 m/s ou plus. Le produit est obtenu en un seul coup d'outil.

Inconvénients du pressage

Gros gaspillage de métal dans presse balance(10-20 %), car tout le métal ne peut pas être extrait du récipient ; déformation inégale dans le conteneur ; coût élevé et usure élevée des outils ; la nécessité d'un équipement puissant.

Dessin

Dessin – production de profilés en tirant la pièce à travers un trou de l'outil qui se rétrécit progressivement – ​​dans Ô loka.

La pièce initiale à étirer est une tige, un fil épais ou un tuyau. La pièce ne chauffe pas, c'est-à-dire que l'emboutissage est une déformation plastique à froid.

L'extrémité de la pièce est affûtée, elle est passée à travers la matrice, saisie par un dispositif de serrage et tirée (Fig. 19).

Déformation du dessin

P. Lors de l'emboutissage, des contraintes de traction agissent sur la pièce. Le métal ne doit être déformé que dans le canal effilé de la matrice ; La déformation à l'extérieur de l'outil est inacceptable. La compression en un seul passage est faible : capuche µ = 1,1÷1,5. Pour obtenir le profil souhaité, le fil est tiré à travers plusieurs trous de diamètre décroissant.

Étant donné que la déformation à froid se produit, le métal est durci et durci. Par conséquent, entre le passage à travers des matrices adjacentes, recuit(chauffage au-dessus de la température de recristallisation) dans des fours tubulaires. Le durcissement est supprimé et le métal de la pièce redevient plastique, capable de se déformer davantage.

Outil de dessin

ET l'instrument est portage, ou mourir, qui est un anneau avec un trou profilé. Les matrices sont fabriquées à partir d'alliages durs, de céramiques et de diamants industriels (pour les fils très fins, inférieurs à 0,2 mm de diamètre). La friction entre l'outil et la pièce est réduite grâce à des lubrifiants solides. Pour obtenir des profils creux, des mandrins sont utilisés.

Le trou de travail de la matrice présente quatre zones caractéristiques sur toute sa longueur (Fig. 20) : I – entrée, ou lubrification, II – déformation, ou travail, avec un angle α = 8÷24º, III – calibrage, IV – cône de sortie.

La tolérance moyenne sur la taille des fils est de 0,02 mm.

Équipement de dessin

Il y a moulins à étirer diverses conceptions - tambour, crémaillère et pignon, chaîne, entraînement hydraulique, etc.

Broyeurs à tambour(Fig. 21) sont utilisés pour tréfiler du fil, des tiges et des tuyaux de petit diamètre pouvant être enroulés en bobines.

Plusieurs broyeurs à tambours d'étirage peuvent comprendre jusqu'à 20 tambours ; entre eux se trouvent des filières et des fours de recuit. La vitesse du fil est comprise entre 6 et 3 000 m/min.

Chaîne dessin pays(Fig. 22) sont destinés aux produits de grande section (tiges et tuyaux). La longueur du produit obtenu est limitée par la longueur du lit (jusqu'à 15 m). Le dessin des tuyaux est réalisé sur un mandrin.

R.
est. 22. Machine à dessiner les chaînes :

1 – faites glisser ; 2 – pinces ; 3 – chariot ; 4 – crochet de traction ; 5 – chaîne; 6 – pignon d'entraînement ;

7 – boîte de vitesses ; 8 – moteur électrique

Produits obtenus par dessin

Le tréfilage produit du fil d'un diamètre de 0,002 à 5 mm, ainsi que des tiges, des profilés façonnés (guides divers, clés, rouleaux cannelés) et des tuyaux (Fig. 23).

Riz. 23. Profils obtenus par dessin

Avantages du dessin

Il s'agit d'une précision dimensionnelle élevée (tolérances ne dépassant pas les centièmes de mm), d'une faible rugosité de surface, de la possibilité d'obtenir des profils à paroi mince, d'une productivité élevée et d'une faible quantité de déchets. Le procédé est universel (on peut remplacer l'outil simplement et rapidement), il est donc très répandu.

Il est également important que les propriétés des produits obtenus puissent être modifiées par durcissement à froid et traitement thermique.

Inconvénients du dessin

Le durcissement inévitable et la nécessité d'un recuit compliquent le processus. La compression par passage est faible.

Forgeage

À mouton appelé production de produits par déformation séquentielle d'une pièce chauffée par des coups d'outil universel - grévistes. Le produit brut ou fini résultant est appelé forger.

Les ébauches initiales sont des lingots ou blooms, de longs produits laminés de section simple. Les pièces sont généralement chauffées dans des fours à chambre.

Déformation de forgeage

La déformation pendant le processus de forgeage suit le modèle d'écoulement libre du plastique entre les surfaces de l'outil. La déformation peut être effectuée séquentiellement dans des zones distinctes de la pièce, de sorte que ses dimensions peuvent dépasser considérablement la surface des percuteurs.

L'ampleur de la déformation est exprimée par forger:

Où F maximum et F min – la section transversale initiale et finale de la pièce, et le rapport entre la plus grande surface et la plus petite est pris, donc le forgeage est toujours supérieur à 1. Plus la valeur de forgeage est élevée, meilleur est le métal forgé . Certaines opérations de forgeage sont illustrées sur la Fig. 25.

Riz. 25. Opérations de forgeage :

UN– broche; b– firmware (faire un trou) ; V– couper (diviser en parties)

Outil de forgeage

L'outil est universel (applicable aux pièces forgées de formes diverses) : des gâches plates ou découpées et un jeu d'outils de support (mandrins, presses, perçages, etc.).

Matériel de forgeage

Des machines dynamiques ou à percussion sont utilisées - marteaux et machines statiques - hydrauliques presse.

Les marteaux sont divisés en pneumatique, avec une masse de pièces tombantes jusqu'à 1 t, et vapeur-air, avec une masse de pièces tombant jusqu'à 8 tonnes, les marteaux transfèrent l'énergie d'impact à la pièce en une fraction de seconde. Le fluide de travail des marteaux est air comprimé ou à la vapeur

Les presses hydrauliques d'une force allant jusqu'à 100 MN sont conçues pour traiter les pièces les plus lourdes. Ils serrent la pièce entre les percuteurs pendant des dizaines de secondes. Le fluide de travail qu'ils contiennent est liquide (émulsion d'eau, huile minérale).

Application du forgeage

Le forgeage est le plus souvent utilisé dans la production unique et à petite échelle, en particulier pour produire des pièces forgées lourdes. Les lingots pesant jusqu'à 300 tonnes ne peuvent être produits que par forgeage. Il s'agit d'arbres de générateurs hydrauliques, de disques de turbine, de vilebrequins de moteurs de navires et de rouleaux de laminoirs.

Avantages du forgeage

C'est avant tout la polyvalence du procédé, qui permet d'obtenir une grande variété de produits. Le forgeage ne nécessite pas d’outils complexes. Lors du forgeage, la structure du métal s'améliore : les fibres du forgeage sont positionnées favorablement afin de résister à la charge pendant le fonctionnement, la structure coulée est écrasée.

Inconvénients du forgeage

Il s'agit bien entendu d'une faible productivité du processus et de la nécessité de prévoir des tolérances importantes pour usinage. Les pièces forgées sont obtenues avec une faible précision dimensionnelle et une rugosité de surface élevée.