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Production

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

Appui avant et arrière

Dans le premier cas, le sens d'écoulement du métal coïncide avec le sens de déplacement de l'outil de déformation, dans le second, il lui est opposé. La force de contre-pressage est supérieure à la force directe (qu'elle soit réalisée à froid ou à chaud de l'alliage), mais la qualité de surface du produit fini est également supérieure. Par conséquent, pour la production de tiges d'aluminium de précision accrue et élevée, ainsi que de produits laminés de courte longueur, un pressage inversé est utilisé, dans d'autres cas, un 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 plasticité la plus élevée. Par conséquent, cette technologie n'a pratiquement aucune restriction sur les degrés limites de déformation.

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 hautement plastiques (par exemple, AD0 ou A00), la déformation est réalisée à froid. Le fil machine en aluminium de section ronde ou carrée est nettoyé de la contamination de surface et des films d'oxyde, est abondamment lubrifié et introduit dans la matrice de pressage. Là, il est ramassé par un vérin, qui le pousse d'abord dans le conteneur, puis, avec une augmentation de la force de pression technologique, dans la matrice dont la section correspond à la section de la barre finale. Le sens d'écoulement, comme indiqué précédemment, est déterminé par la méthode de pressage. En tant qu'équipement de production, nous utilisons des presses hydrauliques spéciales de perçage de barres horizontales.

Éditer

Après la fin du cycle de pressage, la barre d'aluminium est acheminée vers la presse à redresser, où un défaut tel que la courbure de l'axe de la barre dû à la présence de contraintes résiduelles dans le métal est éliminé. Le redressement est suivi d'une coupe à la taille et d'un dressage ultérieur de la barre.

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En appuyant (extrusion) est appelé le type de traitement du métal par pression, qui consiste à donner au métal à traiter une forme donnée en le pressant hors d'un volume fermé à travers un ou plusieurs canaux pratiqués dans un outil de formage à sertir.

C'est 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 l'exemple du pressage direct (Fig. 5.1) est la suivante. Vierge 1, chauffé à la température de pressage, placé dans un récipient 2. Du côté sortie du récipient dans le support 3 la matrice 5 est placée, formant le contour du produit de presse 4. À travers le joint de presse 7 et la rondelle de presse 6 la pression est transférée à la pièce à partir du cylindre principal de la presse. Sous l'action de la haute pression, le métal s'écoule dans le canal de travail de la matrice, qui forme le produit souhaité.

L'utilisation généralisée du pressage s'explique par le schéma favorable de l'état de contrainte du métal déformé - compression inégale sur tous les plans. Le choix des conditions de température de pressage est principalement déterminé par la valeur de 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 grâce à la création d'équipements spécialisés puissants, le domaine d'application du pressage à froid s'élargit pour les métaux et alliages à faible résistance à la déformation. En règle générale, le cycle de pressage est un processus qui se répète périodiquement (pressage discret), mais à l'heure actuelle, des méthodes de pressage en modes semi-continu et continu sont également utilisées, ainsi que des processus basés sur la combinaison d'opérations de coulée, de laminage et de pressage se développent.

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

• 1 - vide ; 2 - récipient; 3 - porte-matrice ;
• 4 - produit de presse; 5 - matrice; 6 - laveuse à pression;
• 7 - timbre de presse

Le procédé de pressage présente de nombreuses variétés, se différenciant par un certain nombre de caractéristiques : la présence ou l'absence de mouvement de la pièce dans le récipient lors du 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; la vitesse et les méthodes d'application des forces externes ; la forme de la pièce, etc.

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

Dans cette comparaison, les avantages du pressage sont les suivants. Lors du laminage, dans de nombreuses sections de la zone plastique, des contraintes de traction importantes surviennent, ce qui réduit la plasticité du métal à traiter, et lors du pressage, un schéma de compression globale inégale est mis en œuvre, ce qui permet de fabriquer en une seule opération divers produits de presse qui ne sont pas du tout obtenus par laminage ou sont obtenus, mais en un grand nombre de passes. Le champ d'application du pressage est particulièrement élargi lorsque le degré de déformation par transition dépasse 75% et que le taux d'étirement a une valeur supérieure à 100.

Le pressage peut produire des produits de presque n'importe quelle forme de section transversale, et le laminage uniquement de profilés et de tuyaux de configurations de section transversale 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 suffit de remplacer la matrice.

Les produits de presse 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 les rouleaux rotatifs lors du 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 de déformation élevés lors du pressage offrent un niveau élevé de propriétés du produit.

La compression, contrairement au laminage, peut être utilisée pour obtenir des produits de presse à partir de matériaux à faible teneur en plastique, des produits semi-finis à partir de poudres et de matériaux 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 :

• le caractère cyclique du procédé, qui conduit à une diminution de la productivité et du rendement en métal approprié ;
• l'amélioration de la qualité des produits de presse nécessite des vitesses de pressage faibles pour un certain nombre de métaux et d'alliages et s'accompagne d'importants déchets technologiques dus à la nécessité de laisser des résidus de presse importants et d'éliminer l'extrémité de sortie faiblement déformée du produit de presse ;
• la longueur limitée de la pièce, due à la résistance des rampes, aux capacités de puissance de la presse et à la stabilité de la pièce lors du pressage, réduit la productivité du procédé ;
• une déformation inégale pendant le pressage conduit à une anisotropie des propriétés dans un produit pressé ;
• Les conditions de fonctionnement difficiles 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.

La comparaison des avantages et des inconvénients du processus nous permet de conclure qu'il est plus opportun 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 métaux difficiles à déformer et à faible teneur en plastique. 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 procédés de traitement continu ou combiné.

Les caractéristiques suivantes sont utilisées pour décrire la déformation lors du pressage.

1. Rapport de tirage A, cf, défini comme le rapport de la section transversale du conteneur Pkk sections transversales 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

KIG

m 1 IG

où R sh R k, R IG - respectivement, les sections transversales de la matrice, du récipient et de l'aiguille du mandrin.

• 2. Rapport de dépressage, caractérisant quantitativement le rapport du diamètre de la pièce et du récipient :
• 3. Le degré relatif de déformation e, associé au rapport d'étirement et calculé par la formule

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

où Un B- la longueur de la partie pressée de la pièce ; ? - temps de pressage.

5. Taux d'expiration et ist, caractérisant la vitesse de déplacement du produit de presse.

^ ist ^^ pr- (5.6)

Types de pressage

Pressage direct

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

Avec le pressage direct, le sens d'extrusion du produit pressé depuis le canal de la filière et le sens de mouvement du piston coïncident

(fig.5.2). Ce type de pressage est le plus répandu et permet d'obtenir des produits pleins et creux d'une large gamme de sections, proches de la taille de la section du récipient. Une caractéristique du procédé est le mouvement obligatoire du métal par rapport au conteneur fixe. Le pressage direct s'effectue sans lubrification et avec lubrification. En pressage direct sans lubrification, la pièce, généralement sous la forme d'un lingot, est placée entre le conteneur et un vérin avec une rondelle presse (Fig.5.2, une), poussé dans le conteneur (Fig.5.2, b), renversé dans un conteneur (Figure 5.2, v), extrudé à travers le canal de filière (Fig.5.2, G) avant le début de la formation de la morsure de presse (Fig. 5.2, e).

Riz. 5.2. Schéma des étapes du pressage direct : une - position de départ; 1 - timbre de presse; 2 - rondelle de presse; 3 -préparation; 4 - récipient; 5 - support de matrice; 6 - matrice; v- chargement de la pièce et de la presse à laver ; v - dépresser la pièce; d - flux constant de métal : 7 - produit de presse ; ré - le début de l'écoulement des zones de déformation entravée et la formation d'un évier de presse ; e - séparation des résidus de presse

et extraire le produit de presse : 8 - couteau

Il résulte de l'action des forces de frottement sur la surface de la pièce lors du pressage direct des déformations de cisaillement importantes, qui contribuent au renouvellement des couches métalliques qui forment les zones périphériques du profilé. Ce procédé permet d'obtenir des produits d'une haute qualité de surface, car dans le volume de la pièce adjacente à la matrice, une zone métallique élastique de grande hauteur est formée, ce qui exclut pratiquement la pénétration de défauts à la surface du produit de la zone de contact entre la pièce et le récipient.

Cependant, la compression directe présente les inconvénients suivants.

• 1. Des efforts supplémentaires sont déployés pour surmonter la force de frottement de la surface de la pièce contre les parois du récipient.
• 2. Une irrégularité de la structure et des propriétés mécaniques des produits de presse se forme, entraînant une anisotropie des propriétés.
• 3. Le rendement de celui qui convient est réduit en raison de la grande taille du résidu 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 déformable pendant le processus de pressage.

En appuyant sur le dos

En pressage inversé, la sortie du métal dans la matrice se produit dans le sens opposé au mouvement du vérin (figure 5.3).

Le contre-pressage commence en plaçant la pièce entre le récipient et le vérin creux (Fig.5.3, une), puis il est poussé dans le conteneur, renversé (Fig.5.3, b) et extrudé à travers le canal de filière (Fig.5.3, v), après quoi le produit de presse est retiré, le résidu de presse est séparé (Figure 5.2, d), la matrice est retirée et le vérin est remis dans sa position d'origine (Figure 5.3, e).

Lors du contre-pressage, le lingot ne bouge pas par rapport au conteneur ; par conséquent, il n'y a pratiquement pas de frottement au contact conteneur - billette, à l'exception de la cavité d'angle près de la matrice, où il est actif, et la force de pressage totale diminue en raison de le manque de consommation d'énergie pour surmonter les forces de friction.

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

• réduction et constance de l'amplitude de la force de pression, puisque l'effet de frottement entre la surface de la pièce avec les parois du récipient est éliminé;
• augmenter la productivité de l'installation de presse grâce à une augmentation du débit des alliages en réduisant les irrégularités de déformation ;
• augmentation du rendement résultant d'une augmentation de la longueur de la pièce et d'une diminution de l'épaisseur du résidu de presse ;
• augmenter la durée de vie du conteneur en raison de l'absence de frottement entre ses parois et la pièce ;
• augmenter l'homogénéité des propriétés mécaniques et de la structure dans la section de lobe du produit de presse.
• 12 3 4 5 6 7

Riz. 5.3. Schéma des étapes du back pressing : une - position de départ: 1 - timbre presse obturateur; 2 - récipient; 3 - Vide; 4 - laveuse de presse; 5 - tampon de presse; 6 - support magritique; 7 - matrice; b - charger une pièce avec une matrice et dépresser la pièce; v- le début de l'écoulement des zones de déformation encombrées et la formation d'un évier de presse : 8 - produit de presse ; d - séparation des résidus de presse et extraction du produit de presse : 9 - couteau; ré- retrait de la matrice et retour du conteneur

et le vérin à la position d'origine

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

• une diminution de la dimension transversale maximale du produit moulé et du nombre de profilés pressés simultanément en raison d'une diminution de la taille du trou traversant dans le bloc matriciel ;
• la nécessité d'utiliser des ébauches avec une préparation de surface préalable pour obtenir des produits de presse avec une surface de haute qualité, ce qui nécessite un tournage ou un scalpage préalable des ébauches ;
• une diminution de la gamme de produits de presse due à une augmentation du coût d'un ensemble d'outils et une diminution de la résistance de l'ensemble matriciel ;
• augmentation du temps de cycle auxiliaire ;
• complication de la conception du nœud matriciel;
• réduction de la force admissible sur le vérin en raison de son affaiblissement dû au trou central.

Pressage semi-continu

La longueur de la pièce dépend de la force du poinçon et de la taille de la course de travail de la presse. Par conséquent, des pièces ne dépassant pas une certaine longueur sont utilisées pour le pressage. Dans ce cas, chaque pièce est pressée avec un résidu 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 (le procédé est également appelé pressage "pièce par pièce") qui, selon l'alliage et la destination des produits pressés, est réalisé sans lubrification et avec lubrification. Le pressage semi-continu des préformes sans lubrification consiste dans le fait que chaque préforme suivante est chargée dans un conteneur après que la précédente a été extrudée aux trois quarts environ 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 qu'un pressage supplémentaire entraînera la formation d'un retrait à la presse. Par conséquent, lors du chargement de la pièce suivante dans le conteneur, le risque de formation d'une cavité de retrait est éliminé et les conditions sont créé pour obtenir des produits de presse de haute qualité. Dans ce cas, il est possible d'obtenir un tel produit pressé dont la longueur est théoriquement illimitée et ne sera déterminée que 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.

Au premier stade, la pièce est introduite dans le conteneur de la presse et, après extrusion, est extrudée à une longueur prédéterminée du résidu de la presse (Figure 5.4, un d). Après cela, le vérin de presse est retiré avec la rondelle de presse fixée dessus 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 expulsé à travers le canal de la filière (Figure 5.4, dg). Après avoir pressé chaque pièce, il est nécessaire de remettre la rondelle de presse dans sa position d'origine, ce qui ne peut être fait qu'à travers le conteneur. Le manque de lubrification dans le conteneur rend cette opération difficile, par conséquent, une fixation spéciale de la rondelle de presse au prsss-shtsmpslu est nécessaire et une modification de la conception de la rondelle de presse, par exemple, pour faciliter le retrait du manchon du conteneur, la rondelle de presse est équipée d'un élément élastique.

L'inconvénient du pressage semi-continu est la faible résistance du soudage des parties d'un produit de presse obtenu à partir d'ébauches individuelles, en raison de divers contaminants restant généralement dans les résidus de presse. Il a également été noté que la place du soudage dans un produit de presse, en raison des particularités de la nature de la sortie du métal, peut être fortement étirée.

Riz. 5.4. Schéma des étapes de pressage semi-continu : une - position de départ: 1 - prsss-shtsmpel; 2 - laveuse de presse; 3 -préparation; 4 - récipient; 5 - matrice; 6 - support de matrice; - épandage de billettes; G - extrusion de la billette ; ré- chargement de la pièce suivante : 7 - la pièce suivante ; e - extrusion du support de presse avec la pièce suivante; F - extrusion

la prochaine pièce

Dans le pressage semi-continu d'alliages bien soudables, le résidu de presse 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 est inacceptable et le récipient doit être chauffé à une température proche de la température de pressage. Le même procédé peut être utilisé pour extruder des produits à partir de métaux et d'alliages soudables insatisfaisants en utilisant des lubrifiants. Cependant, pour obtenir une ligne d'articulation plate des produits de presse 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 une préchambre est actuellement largement utilisé pour la production de produits pressés à partir d'alliages d'aluminium (Fig.5.5).

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

• 2 - rondelle de presse; 3 - Vide; 4 - récipient; 5 - zones "mortes"; 6 - porte-matrice ; 7 - matrice;
• 8 - préchambre

Une caractéristique de ce schéma de pressage est l'utilisation d'un outil spécial de pré-chambre, qui permet 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 en continu : conforms, extrolling, lines-nsks. La méthode des conformations a trouvé la plus grande application dans l'industrie. Une caractéristique de l'installation de conforme est (Fig.5.6) que dans sa conception, le conteneur est formé par les surfaces de rainure de la roue d'entraînement mobile 6 et une projection de l'insert fixe 2, qui est pressé contre la roue au moyen d'un dispositif hydraulique ou mécanique. Ainsi, la section transversale du conteneur, selon la terminologie de section roulante, est un gabarit fermé. La pièce est tirée dans le conteneur par des forces de friction et le remplit de métal. Lorsque la butée 5 dans la pièce est atteinte, la pression monte jusqu'à une valeur qui assure l'extrusion du métal sous la forme d'un semi-produit embouti 4 par le canal matriciel 3.

En tant que pièce, vous pouvez utiliser une barre ou un fil ordinaire, et le processus de déformation - rétraction 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, extrusion continue , c'est-à-dire que la technologie de pressage continu est mise en œuvre ...

Riz. 5.6. Pressurage continu par méthode conforme : je- fourniture de stock de barres; 2 - insert fixe; 3 - matrice; 4 - A moitié fini; 5 - accentuation; 6 - roue

Une compression inégale complète se produisant dans la zone de déformation permet d'obtenir des étirements élevés même pour les alliages à faible teneur en plastique, et les alliages plastiques peuvent être pressés à température ambiante avec des débits élevés. La méthode conforme peut être utilisée pour produire du fil et de petites sections avec un étirement élevé (plus de 100). Cela est particulièrement vrai pour le fil, qui est plus rentable à produire de manière plus productive par conformation plutôt que par étirage. Actuellement, la méthode conforme est utilisée pour le pressage des alliages d'aluminium et de cuivre. Et, enfin, il est conseillé d'utiliser cette méthode pour obtenir des produits semi-finis à partir de particules métalliques discrètes : granulés, copeaux. Par ailleurs, il existe une expérience domestique dans l'utilisation industrielle de la méthode conforme pour obtenir, par exemple, une tige de ligature à partir de granulés d'alliage d'aluminium.

Cependant, le manque d'études détaillées du changement de forme du métal, prenant en compte les forces de frottement aux limites, étudiant les lois de déformation de divers métaux et alliages, a révélé un certain nombre d'inconvénients qui limitent considérablement les capacités de cette méthode de pressage continu.

• 1. La dimension linéaire maximale de la section transversale de la pièce ne doit pas dépasser 30 mm afin d'assurer sa flexion lors du déplacement le long de la jauge.
• 2. L'observation du régime de température de pressage présente des difficultés, car l'outil s'échauffe fortement sous l'action des forces de frottement.
• 3. Le procédé s'accompagne (notamment pour les alliages d'aluminium, qui sont le plus souvent utilisés pour cette méthode) d'une adhérence du métal à l'outil, d'un écrasement du métal dans l'interstice de la jauge avec formation d'un défaut de type "moustache", etc. .

Flux de métal pendant le pressage

La maîtrise 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 moulage par compression à sec, qui est le plus courant. Ce processus peut être grossièrement divisé en trois étapes (Figure 5.7).

La première étape s'appelle dépressif blancs. A ce stade, la préforme, introduite dans le conteneur avec un intervalle, subit un refoulement, à la suite duquel le conteneur est rempli du métal à presser, qui pénètre alors dans le canal de la filière. L'effort à ce stade augmente et atteint son maximum.

La deuxième étape commence par l'extrusion du profilé. Cette étape est considérée comme la principale et se caractérise par un flux de métal constant. Au fur et à mesure que la pièce est pressée et que la taille de la surface de contact de la pièce avec le conteneur diminue, la pression de pressage 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 conteneur. 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 une déformation élastique est observée aux angles conjugués de la matrice et du conteneur et à proximité de la rondelle de presse (Figure 5.8).

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

surfaces de la pièce et du récipient. Aux valeurs élevées des forces de frottement, la déformation plastique couvre presque tout le volume de la pièce; si le frottement est faible, par exemple le pressage est lubrifié, ou est totalement absent (pressage inversé), alors la déformation plastique est concentrée dans la partie sertie de la zone plastique autour de l'axe de la matrice.

Coup de tampon

Riz. 5.7. Schéma de pressage avec un graphique de répartition de la force de pressage par étapes : I - épandage des billettes ;

II - flux constant de métal; III - phase finale

Riz. 5.8. Diagramme de formation d'une morsure de presse pendant le pressage : 1 - zone de déformation plastique ; 2 - Appuyer; 3 - zone de déformation élastique (zone "morte")

Des zones élastiques relativement petites à proximité de la matrice ont un effet significatif sur le déroulement de l'écoulement du métal et la qualité du produit pressé. On notera particulièrement le volume de métal situé dans les angles entre la matrice et la paroi du conteneur, qui ne se déforme que de manière élastique. Cette zone élastique du métal est également appelée zone « morte », et selon les conditions de pressage, ses dimensions peuvent changer. La zone élastique au niveau de la matrice forme une zone similaire à un entonnoir à travers lequel le métal de la pièce s'écoule dans la matrice. Dans ce cas, le métal ne s'écoule pas de la zone "morte" dans la pièce de presse. Lors du pressage direct, les volumes métalliques adjacents à la surface de la pièce, en raison des forces de frottement élevées sur les surfaces de contact, ainsi que les zones métalliques plastiquement non déformables à proximité de la matrice, retardent l'écoulement de la couche périphérique dans le canal de la matrice, il ne participe pas à la formation de la surface du produit. C'est l'un des avantages du pressage direct, à savoir que la qualité de surface de la pièce a peu d'effet sur la qualité de surface du produit pressé.

A la fin de l'étape principale, un phénomène apparaît qui a une grande influence sur l'ensemble du processus de pressage - la formation fixations de presse, qui se passe comme suit. Lorsque la rondelle de presse se déplace vers la matrice en raison du frottement, le mouvement des pièces métalliques en contact avec la rondelle de presse est inhibé et une cavité en forme d'entonnoir est formée dans la partie centrale de la pièce, dans laquelle s'écoule à contre-courant métal 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", l'évier de la presse peut pénétrer dans le produit de la presse. Dans un produit de presse de haute qualité, ce défaut est inacceptable. La formation d'une morsure de presse est le phénomène le plus caractéristique de la troisième étape du pressage.

Afin d'exclure complètement la transition du retrait à la presse dans le produit de presse, le processus de pressage est arrêté jusqu'à ce que l'extrusion de la billette soit terminée. La partie sous-emboutie de la pièce, appelée résidu de presse,éliminés aux déchets. La longueur du résidu de presse, en fonction des conditions de pressage, principalement la quantité de frottement de contact, peut varier de 10 à 30 % du diamètre initial de la pièce. Si, néanmoins, la platine de presse a pénétré dans le produit de presse, alors cette partie du profilé est séparée et jetée.

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

• réduction du frottement sur les surfaces latérales du conteneur et de la matrice grâce à l'utilisation de lubrifiants et à l'utilisation de conteneurs et de matrices avec un bon traitement de surface ;
• chauffage du conteneur, ce qui réduit le refroidissement des couches périphériques du lingot ;
• en pressant avec une veste.

Conditions de force de pression

Le choix du matériel, le calcul de l'outillage, l'établissement des coûts énergétiques et 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 par modélisation informatique.

Les conditions de force de pressage, déterminées dans les conditions de production, sont les plus précises, surtout si les tests sont effectués sur des équipements existants, mais cette méthode est laborieuse, coûteuse, et il est souvent pratiquement impossible de la mettre en œuvre pour de nouveaux procédés. La simulation des procédés de traitement des métaux à chaud en production, et plus souvent en conditions de laboratoire, est associée à un écart par rapport aux conditions réelles, notamment dans les conditions de température en raison des différences de surfaces spécifiques du modèle et de la nature, d'où les imprécisions de cette méthode. La méthode la plus simple et la plus répandue qui permet une évaluation suffisamment précise de la force de pressage totale est la méthode de mesure de la pression du liquide dans le cylindre de travail de la presse en fonction des lectures du manomètre. A partir des méthodes expérimentales qui permettent de déterminer indirectement les conditions de force de pressage, on utilise la méthode de mesure des déformations élastiques des colonnes de presse, ainsi que des essais de tensiométrie.

Récemment, des programmes tels que DEFORM (Scentific Forming Technologies Corporation, USA) et QFORM (QuantorForm, 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 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 sont généralement nécessaires.

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

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

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

où R M- la force nécessaire pour effectuer une déformation plastique sans égard au frottement ; T à - l'effort déployé pour surmonter les forces de frottement sur la surface latérale du conteneur et du mandrin (dans le cas du procédé de pressage inversé, il n'y a pas de mouvement du lingot par rapport au conteneur et T à - 0); G m - l'effort nécessaire pour surmonter les forces de frottement apparaissant sur la surface latérale de la partie pressante de la zone de déformation; T p- l'effort déployé pour vaincre les forces de frottement agissant sur la surface de la bande de calibrage de la matrice.

Pression de pression a est calculé comme le rapport de l'effort R,à laquelle le pressage a lieu, à la section transversale du récipient P à

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 M P nX, (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 affectant l'amplitude de la force de pressage comprennent : les caractéristiques de résistance du métal, le degré de déformation, la forme et le profil du canal matriciel, les dimensions de la pièce, les conditions de frottement, les débits de pressage et d'écoulement, la température du récipient et de la matrice.

Extrusion de tubes et profilés creux

Pressage de tuyaux

Les tuyaux et autres profilés creux sont obtenus par extrusion. Pour cela, on utilise un pressage direct et inversé 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 l'extrusion du métal dans l'espace annulaire qui forme la paroi du tuyau, l'aiguille reste fixe.

Le pressage direct et inversé des tuyaux avec une aiguille fixe ne diffère pas fondamentalement des schémas de pressage pour les produits solides. Cependant, ayant un détail supplémentaire - aiguilles à mandrin car la formation du canal interne du tuyau modifie la nature du flux de métal. Pour l'aiguille du mandrin, un entraînement spécial est requis, dont la tâche est de fournir diverses conditions cinématiques en fonction du rapport de la vitesse de déplacement de l'aiguille du mandrin, du vérin et du conteneur.

Le pressage des tuyaux avec une aiguille fixe nécessite l'utilisation d'ébauches avec des trous centraux préfabriqués, qui servent également de trous de guidage pour l'aiguille. La cavité dans l'ébauche pour l'aiguille du mandrin est réalisée par perçage sur presse, perçage ou coulée. Un schéma du pressage direct d'un tuyau est illustré à la Fig. 5.9.

Riz. 5.9. Schéma des étapes de pressage direct des tuyaux à aiguille fixe : une- position de départ: je- aiguille à mandrin ; 2 - le haut de l'aiguille du mandrin ; 3 -timbre de presse ; 4 - presse-laveuse; 5 - vide; 6 - récipient; 7 - matrice; 8 - support de matrice; 6 - chargement de la pièce dans le conteneur ; v -épandage de billettes; d - stade d'écoulement constant; ré- le début de l'écoulement des zones de déformation encombrées et la formation d'un évier de presse ; e - retrait du vérin et du conteneur, séparation des résidus de presse et de la rondelle de presse : 9 - couteau

Le pressage commence par le mouvement du vérin, puis l'aiguille du mandrin traverse le trou de la pièce jusqu'à ce que son extrémité repose contre la matrice, suivi du déchargement de la pièce, suivi de l'extrusion du métal dans l'espace annulaire formé par la matrice canal (formant le diamètre extérieur du tuyau) et la surface de l'aiguille (formant le diamètre intérieur du tuyau). Tout comme lors du pressage d'une barre, une force de friction apparaît entre les surfaces de la pièce et les parois du récipient. Après avoir atteint une certaine longueur du résidu de presse, l'aiguille recule, suivie du récipient, et le résidu de presse en est retiré. Lors de la rétraction du vérin, les cisailles fixées sur la traverse avant de la presse séparent les résidus de la presse. Il est à noter que lors de l'extrusion du métal, l'aiguille du mandrin est maintenue par le système de perçage dans la filière dans la même position ; par conséquent, cette méthode de pressage est appelée pressage de tuyau avec une aiguille à mandrin fixe. Mais les tuyaux peuvent également être pressés sur des presses en forme de tige sans système de perçage. Dans ce cas, l'aiguille du mandrin est fixée au vérin et pénètre dans la cavité de la pièce, puis dans la matrice. Pendant le mouvement du vérin et l'extrusion du métal, l'aiguille du mandrin se déplace également vers l'avant, et cette méthode est appelée pressage de l'aiguille mobile.

La séquence de contre-pressage des tuyaux avec une aiguille fixe est illustrée à la Fig. 5.10. Au moment initial, l'aiguille du mandrin 1 est introduit dans la cavité de la pièce 4 jusqu'à ce que sa partie supérieure pénètre dans le canal de filière 5, le lingot est alors expulsé et la billette métallique est extrudée dans l'espace annulaire entre le canal de filière et la surface de l'aiguille. Une fois la longueur spécifiée du résidu de presse atteinte, 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 tubes 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 obtenus.
• 3. Possibilité d'obtenir des tuyaux de presque toutes les configurations.

Dans le même temps, un certain nombre de lacunes doivent être vengées :

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

Pour le pressage des tuyaux avec une aiguille fixe, on utilise des presses à profilés, équipées d'un système de perçage, qui ne nécessite pas l'utilisation d'une seule billette creuse. Avec pressage direct des tubes après chargement de la billette 4 et rondelles de presse 3 Tout d'abord, le flan est pressé dans le conteneur 5. Dans ce cas, l'aiguille 7, située à l'intérieur du vérin creux 3, poussez un peu vers l'avant et verrouillez le trou de la rondelle de presse 2 (fig. 5.11, b). Après le dépressage, la pression est retirée du vérin et le lingot est percé d'une aiguille qui en sort. Ensuite, la pression de travail est appliquée au vérin et la pièce est pressée dans l'espace annulaire entre l'aiguille 1 et matrice 6 (Figure 5.11, d). En fin de pressage, le pack presse (résidus de presse avec rondelle presse) est découpé au couteau 8 (fig. 5.11, e). Avec cette méthode, il est nécessaire de centrer soigneusement les axes du récipient, du vérin et de l'aiguille-mandrin par rapport à l'axe de la matrice afin d'éviter l'excentricité des tuyaux résultants.

Riz. 5.10. Schéma des étapes de contre-pressage des tuyaux à aiguille fixe : une- position de départ: 1 - aiguille à mandrin ; 2 - timbre presse obturateur ; 3 -récipient; 4 - Vide; 5 - matrice; 6 - timbre de presse; 7 - embout buccal; insertion de l'aiguille et déchargement de la pièce dans le conteneur ; d - pressage de tuyaux; ré - pressage à une longueur prédéterminée du résidu de presse, rétraction du vérin de boulon et de l'aiguille : 9 -couteau; 10- tuyau; e- pousser la matrice hors du conteneur; F - 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 une modification de 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 des tuyaux avec une aiguille fixe : une- position de départ: 1 - aiguille; 2 - timbre de presse ; 3 - laveuse à pression; 4 - Vide; 5 - conteneur; 6 - matrice; 7 - support de matrice; b - introduire la pièce dans le conteneur ; v- épandage de billettes; d - percer la pièce avec une aiguille : 8 - Liège; ré- pressage à une longueur prédéterminée du résidu de presse ; e - séparation des résidus de presse

avec rondelle de presse : 9 - couteau; 10 - tuyau

• 2. L'obtention de la géométrie exacte du tube oblige à centrer l'aiguille-mandrin par rapport à l'axe du canal de la filière, ce qui complique la conception du réglage de l'outil.
• 3. L'application de lubrifiant sur l'aiguille du mandrin augmente la probabilité de défauts dans la pièce à percer.

Extrusion de tubes et profilés creux avec soudure

La plupart des inconvénients énumérés pour les types de pressage de tuyaux considérés sont éliminés en utilisant des 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 ns profils avec une seule, mais aussi avec plusieurs cavités de formes diverses, 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 le pressage de tubes et de profilés creux avec une différence d'épaisseur nettement inférieure par rapport au pressage à travers des matrices simples.

Les avantages de ce procédé sont les suivants :

• la perte de métal pour l'obtention d'une cavité dans une pièce massive est supprimée ;
• il devient possible d'utiliser des presses sans système de perçage ;
• la variation d'épaisseur longitudinale et transversale des produits pressés creux est réduite grâce à l'aiguille courte fixée rigidement ;
• il devient disponible pour obtenir des produits de grande longueur par le procédé de pressage semi-continu avec laminage du produit pressé en une bobine ;
• la qualité de la surface intérieure des profilés est améliorée du fait de l'absence de lubrifiants ;
• il devient possible de presser plusieurs profils à la fois, avec la configuration la plus diverse.

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 gros résidu de presse et la présence de soudures, qui sont moins résistantes que le métal de base, ainsi que le coût élevé de matrices et une faible productivité du procédé.

Toutes les matrices combinées se composent d'un corps de matrice ou d'un manchon de matrice et d'un diviseur avec une aiguille. La matrice et l'aiguille forment des canaux dont les sections correspondent à la section des produits pressés. En figue. 5.12 montre que pour une pièce massive 4, placé dans un conteneur 3, du timbre 1 à travers une laveuse à pression 2 la pression est transmise par le cylindre de travail de la presse.

Métal de pièce sous pression 4, traversant le diffuseur en saillie 7, il est divisé en deux flux, qui pénètrent ensuite dans la zone de soudage commune 8 (le flux de métal est indiqué par des flèches), s'écoulent autour du diviseur et sous l'action de températures et de pressions élevées sont soudés dans un tuyau 9, avec des coutures sur toute la longueur. Une telle matrice est également appelée matrice de roseau.

En figue. 5.13. montre un schéma de l'assemblage d'un outil de pressage (réglage instrumental) utilisé pour presser un tuyau à l'aide d'une matrice combinée.

Riz. 5.12. Schéma de pressage de tuyaux à travers une matrice combinée à canal unique avec un séparateur en saillie : 1 - timbre de presse; 2 - laveuse de presse; 3 - récipient; 4 - Vide; 5 - corps matriciel ; 6 - matrice; 7 - diviseur en saillie;

• 8 - zone de soudage; 9 - tuyau

Riz. 5.13. Réglage de l'outil pour le pressage de tubes à travers une matrice combinée à canal unique avec un diviseur en saillie : 1 - timbre de presse; 2 - récipient; 3 - laveuse de presse; 4 - matrice; 5 - corps matriciel; 6 - insérer; 7 - support de matrice; 8 - guider; 9 - tuyau

Des matrices combinées de conception différente permettent d'obtenir non seulement des tuyaux, mais aussi des profilés à une ou plusieurs cavités de formes très variées, à la fois symétriques et asymétriques, qui ne peuvent être réalisés par pressage dans de simples matrices. En figue. 5.14 montre une matrice combinée à quatre canaux pour presser un profil de forme complexe.

Riz. 5.14. Quad Array combiné (une) et la forme du profilé extrudé (b)

Une condition nécessaire pour obtenir des soudures solides est également l'utilisation de tels modes de température et de vitesse de pressage, auxquels la température du métal dans la zone plastique devient suffisamment élevée pour le grippage dans les soudures, et la durée de contact des surfaces à être soudé garantit l'apparition de processus de diffusion qui contribuent au développement et au renforcement des liaisons métalliques. De plus, le respect des conditions de déformation qui garantissent une pression hydrostatique élevée dans la zone de soudage assure également une bonne qualité de la soudure.

Pressage à travers une matrice multi-canaux

L'extrusion de métal, dans laquelle des matrices avec jusqu'à 20 canaux (Fig.5.15), et parfois plus, sont utilisées, est appelée pressage multicanal. La transition du pressage monocanal au pressage multicanaux en raison d'une augmentation de la section transversale totale des produits pressés simultanément et d'une diminution de l'étirement total pour les mêmes tailles de billettes et des débits égaux réduit la durée du processus de pressage, réduit la pression totale de pressage et l'effet thermique de la déformation, et conduit également à une augmentation de la surface totale de contact dans les canaux de la matrice.

Le remplacement du pressage monocanal par un pressage multicanal est avantageux dans les conditions suivantes :

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

Les particularités du flux de métal lors du pressage multicanaux sont que le volume du métal embouti, à l'approche de la matrice, est divisé en flux séparés (selon le nombre de canaux), et les débits de sortie de chaque canal de la matrice seront inégaux. . Par conséquent, plus les axes des canaux de la matrice sont éloignés du centre de la matrice, plus la longueur des produits moulés résultants sera courte. Un tel pressage est caractérisé par un allongement moyen A, cf :

^ p = - ^ r. (5.11)

à

où E'k est la section transversale du conteneur ; - section transversale du canal dans la matrice; N.-É.- le nombre de canaux dans la matrice.

Dans le pressage multicanaux, au fur et à mesure que la rondelle de presse se déplace vers la matrice, les débits à travers les différents canaux sont modifiés en continu. Pour égaliser les débits des différents canaux et obtenir des articles moulés d'une longueur donnée, les canaux sur la filière sont positionnés d'une certaine manière. Les valeurs des vitesses de sortie 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, le centre de chaque canal doit coïncider avec le centre de gravité des mailles égales 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 envisagée 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 irrégularités de déformation (voir Fig. 5.15).

Le schéma de montage de l'outil de sertissage (réglage de l'outil) pour le sertissage multicanaux est illustré à la Fig. 5.16.

Riz. 5.15.

Riz. 5.16. Schéma de réglage de l'outil pour le pressage multicanaux sur une presse horizontale : 1 - timbre de presse; 2 - laveuse à pression; 3 - Vide; 4 -

5 - matrice; 6 - support de matrice

Dans les cas où il est impossible de presser un profilé de grand diamètre dans plus d'un filet pour une certaine taille de conteneur de presse, il est conseillé de presser ce profilé simultanément avec un ou deux profilés de petit diamètre afin d'augmenter la productivité de la presse.

Équipement de pressage

En tant qu'équipement de pressage, les plus répandus sont les presses à entraînement hydraulique, qui sont des machines à action statique. Les presses hydrauliques se distinguent par leur conception simple et en même temps elles peuvent développer des forces importantes en utilisant un fluide à haute pression (émulsion d'eau ou huile minérale). Les principales caractéristiques des presses hydrauliques sont la force nominale N.-É., course de travail et vitesse de déplacement de la traverse de pressage, ainsi que les dimensions du conteneur. La force nominale de la presse est définie comme le produit de la pression du fluide dans le cylindre de travail de la presse par la surface (ou la somme des surfaces) du piston. La vitesse de la course de travail du piston de la presse est facilement ajustée en modifiant la quantité de liquide fournie aux cylindres. Les presses à entraînement mécanique à partir d'un moteur électrique pour le pressage du métal sont moins souvent utilisées.

Une unité de presse hydraulique typique se compose d'une presse I, de canalisations II, de commandes III et d'un entraînement IV (Fig. 5.17).

La conception de la presse hydraulique comprend un châssis 1, servant à fermer les forces développées, le cylindre de travail 2, dans lequel se développe la pression du fluide, le piston 3, percevoir cette pression et transmettre cet effort à travers l'instrument 4 sur la pièce 5. Pour la course inverse dans les presses hydrauliques, des vérins de retour sont fournis 6.

L'entraînement des presses hydrauliques est un système qui assure la réception du liquide haute pression et son accumulation. L'entraînement peut être des pompes ou des stations de pompage-accumulateur. Les pompes sont utilisées en entraînement individuel sur des presses de petite et moyenne puissance fonctionnant à basse vitesse. Pour les presses puissantes ou un groupe de presses, un entraînement de 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. Pendant que les presses fonctionnent, le liquide dans l'accumulateur est périodiquement consommé et s'accumule à nouveau. Un tel entraînement fournit une vitesse élevée de l'outil et la force de presse requise.

Selon le but et la conception, les presses sont subdivisées en forme de tige et en forme de tuyau, selon leur emplacement - en verticale et horizontale. Contrairement aux presses en forme de tige, les presses à tuber sont équipées d'un entraînement d'aiguille indépendant (système de perçage).

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

Riz. 5.17. Schéma d'une unité de pompage hydraulique : I - presse ; II - canalisations; III - les organes directeurs ; IV - conduire; 1 - lit; 2 - cylindre ; 3 - piston ; 4 - outil; 5 - vide; 6 - cylindres de retour

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

La plupart des installations de pressage, outre la presse elle-même, comportent 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, produits de coupe et de bobinage.

La comparaison des presses verticales et horizontales révèle les inconvénients et les avantages de chacun de ces types d'équipement. Ainsi, en raison de la petite course du piston principal, les presses verticales dépassent de manière significative les horizontales en termes de nombre de pressions par heure. En raison de la disposition verticale des pièces mobiles, ces presses sont plus faciles à centrer, ont de meilleures conditions de travail avec une lubrification des conteneurs, ce qui leur permet de produire des tuyaux avec des parois plus minces et moins de variation d'épaisseur de paroi. Dans les entreprises de traitement 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 diamètres de 20 à 60 mm. Pour les presses du premier type, une billette creuse est utilisée, qui est broyée le long du diamètre extérieur pour réduire la propagation dans l'épaisseur de la paroi du tuyau. Pour les presses avec système de perçage, on utilise une ébauche solide dont le perçage est effectué sur la presse. Un schéma d'une presse verticale sans système de perçage est illustré à la Fig. 5.19.

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

Cependant, malgré cela, les presses horizontales se sont généralisées en raison de la possibilité de presser des produits plus longs, y compris ceux de grande section. De plus, ce type de presse est plus facile à travailler avec des équipements d'automatisation. En figue. Les figures 5.19 et 5.20 montrent des presses horizontales en forme de barre et de tube.

Les presses en forme de barre sont de conception plus simple que les presses en forme de tube, principalement parce qu'elles ne comprennent pas de dispositif de perçage. La conception illustrée à la Fig. 5.19 presse comprend un conteneur mobile 3, capable de se déplacer grâce aux vérins de mouvement du conteneur 9 dans l'axe de la presse, maître cylindre 6, dans laquelle pénètre un fluide à haute pression, assurant la création d'une force de pression transmise à travers une presse 10 et une rondelle de presse pour la pièce. A l'aide des vérins de retour 7 dus au fluide à basse pression, la traverse mobile se déplace 8. Sur de telles presses, les tuyaux peuvent également être pressés, mais pour cela, il faut soit utiliser une billette creuse, soit, avec une billette pleine, presser à travers une matrice combinée.

La base massive de la presse à profilés tubulaires (voir Fig.5.21) est la plaque de fondation 12, sur lequel le devant 1 et traverses arrière 2, qui sont reliés par quatre puissantes colonnes 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 vérin dans sa position d'origine, sont fixés dans la traverse arrière 2.

Riz. 5.18. Vue générale d'une presse verticale : 1 - lit; 2 - maître-cylindre; 3 - plongeur principal; 4 - traverse mobile; 5 - tête; 6 - timbre de presse; 7 - aiguille; 8 - récipient; 9 - porte-conteneur; 10- matrice; 11- assiette; 12 - glissière; 13 - couteau; 14 - cylindre; 15 - supports

13 12 11 10 9 c

Riz. 5.19. Vue générale d'une presse à profilés à barre horizontale : 1 - tableau matriciel; 2 - Colonne; 3 - récipient;

• 4 - porte-conteneur; 5 - en appuyant sur la traverse ; 6 - maître-cylindre; 7 - cylindre de retour; 8 - traverse arrière;
• 9 - cylindre de déplacement de conteneurs; 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 horizontaux : 1 - traverse avant; 2 - traverse arrière; 3 - Colonne ; 4 - nœud matriciel ; 5 - conteneur; 6 - cylindre; 7 - table de réception; 8 - portail en coin ; 9 - vérin hydraulique; 10 - vu; 11 - les ciseaux; 12 - dalle de fondation; 13 - maître-cylindre; 14 - plongeur principal; 15 - traverse mobile; 16 - timbre de presse; 17 - jarret; 18 - la tige du système de perçage ; 19 - traversée du système de perçage; 20 - piston; 21 - cylindre

système de micrologiciel; 22 - aiguille

Dans la conception décrite de la presse, la traverse arrière est rendue solidaire du cylindre principal 13. Traversée mobile 15 avec tampon de presse 16 connecté au col avant du piston principal 14. Tige mobile 18, fixé sur une traverse mobile 19 système de perçage, pénètre dans la cavité du plongeur principal et sa tige 7 7. Dans le canal de la tige creuse mobile 18 il y a un tuyau à travers lequel de l'eau est fournie 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 cylindre firmware 21. Traversée de couture 19 et stock 18 lors du perçage, ils se déplacent de manière autonome à partir du piston principal et lors de la pression, de manière synchrone avec celui-ci. Nœud matriciel 4 avec un conteneur attenant 5 à travers une porte en coin 8 repose sur la traverse avant. La porte 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 ramassage 7. Le produit est coupé du résidu de presse avec une scie 10 ou des ciseaux 77. La scie est soulevée ou abaissée par des vérins hydrauliques fonctionnant à l'huile pour effectuer l'opération de coupe.

Le pressage des tuyaux sur une presse à profilés comprend les opérations suivantes. La billette, chauffée au four, est roulée le long des rainures sur la table intermédiaire, enveloppée d'un lubrifiant, et transférée sur le plateau. Devant le lingot, une rondelle PRSS est placée sur le même plateau devant la billette 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, la pièce avec une rondelle de presse à l'aide d'un vérin de presse 16 ralenti du piston du maitre cylindre 14 poussé dans un récipient chauffé. Pour arrêter la traverse mobile 75 au moment d'atteindre une hauteur prédéterminée par les résidus de presse, une butée de course est installée devant le conteneur. Puis, sous l'action d'un fluide sous haute pression dans le cylindre du système de perçage 21 une course de travail est effectuée et la pièce est cousue avec une aiguille 22. Le pressage du tuyau en extrudant du métal dans l'espace entre le canal de la filière et l'aiguille est effectué par la pression du vérin 16 à travers une rondelle de presse à la pièce en raison du fluide à haute pression dans le maître-cylindre. A la fin du cycle de pressage, les traverses de perçage et de pressage effectuent une course de retour jusqu'à la position la plus en arrière, 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 se rétracte dans sa position d'origine. S'ensuit des opérations d'élimination des résidus de presse avec le reste du tuyau et de séparation à l'aide de ciseaux 77. Ensuite, l'aiguille est sortie pour refroidissement et lubrification.

Conformément à la technologie de pressage, la presse hydraulique doit également disposer de mécanismes auxiliaires utilisés pour effectuer des opérations telles que l'alimentation du lingot dans le four de chauffage, la découpe des résidus de presse et leur nettoyage, le transport des barres pressées et leur finition et, si nécessaire , traitement thermique. Une caractéristique des presses modernes est leur mécanisation et automatisation complètes avec contrôle programmé des opérations principales et auxiliaires, de l'alimentation du flan dans le four de chauffage, du processus de pressage lui-même et de l'emballage des produits finis.

Outil de presse

Pièces principales de l'outil de pressage

La trousse à outils installée sur la presse s'appelle ajustement instrumental, dont la conception varie en fonction du dispositif de 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 produits de presse, la méthode de pressage et le type d'équipement de pressage utilisé.

En règle générale, les configurations d'outils sont des systèmes constitués d'un jeu de matrices, d'un conteneur et d'un vérin ou d'un jeu de matrices, d'un conteneur, d'un mandrin et d'un vérin et diffèrent soit par l'agencement du jeu de matrices, soit par l'insertion 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-matrices, les aiguilles, les rondelles de presse, les vérins, les porte-aiguilles et les conteneurs.

Par rapport aux presses à profilés, les réglages d'outils utilisés sur les presses à profilés tubulaires ont leurs propres particularités liées à la présence de pièces nécessaires au perçage d'une pièce massive.

L'outil des presses hydrauliques est classiquement divisé en parties d'un ensemble mobile et en parties d'un ensemble fixe. Lors du pressage direct, un conteneur et un dispositif de fixation des matrices, qui, dans le processus d'extrusion des produits, ne se déplacent pas avec le métal à presser, sont appelés unité fixe lors du pressage direct.

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 les conditions de son fonctionnement, les méthodes de fixation et de maintenance.

Lorsque l'on considère les problèmes de durabilité et de durabilité des outils, les outils de travail lourds pour le pressage à chaud des métaux peuvent être divisés en deux groupes.

Riz. 5.21. Schéma de réglage de l'outil pour le sertissage direct sur une presse horizontale : 1 - timbre de presse ; 2 - laveuse à pression; 3 - Vide; 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 pressage : aiguilles, matrices, rondelles de presse, porte-matrices et chemises intérieures de récipients. Le deuxième groupe comprend les revêtements intermédiaires et extérieurs des conteneurs, prsss-shtsmpsli, les têtes des supports de matrice ou les panneaux de matrice, qui n'entrent pas en contact direct avec le métal pressé.

Dans les conditions les plus sévères, l'outil du premier groupe travaille, soumis à des contraintes élevées (jusqu'à 1 000-1 500 MPa), des charges alternées cycliques, des températures élevées, accompagnées de changements brusques de température et de chutes de température, une action abrasive intense du métal déformable, etc.

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

Sert de récepteur pour le lingot chauffé. Pendant le processus d'extrusion, il perçoit la pleine pression du métal pressé dans des conditions de frottement intense à haute température. Fournir

Pour une durabilité suffisante, les conteneurs sont constitués de deux à quatre manchons. En termes de dimensions, le conteneur est la plus grande partie de l'ensemble de l'outil de pressage, dont le poids peut atteindre 100 tonnes.La conception typique d'un conteneur à trois couches est illustrée à la Fig. 5.22.

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Riz. 5.22. Récipient: 1 - manchon intérieur; 2 - manche médiane ; 3 - manchon extérieur ; 4 - trous pour les tiges de cuivre du chauffe-conteneur

Support de matrice verrouille le côté sortie du conteneur et entre en connexion avec lui le long de la surface conique. Dans la partie centrale du support de matrice se trouve une prise pour le siège de la matrice. Les matrices sont installées soit depuis l'extrémité du support de matrice, soit depuis son côté intérieur. L'interface conique du porte-matrice avec le conteneur subit de lourdes charges, c'est pourquoi les porte-matrices sont fabriqués à partir d'aciers résistants à la chaleur avec des caractéristiques de résistance élevée

(38KHNZMFA, 5KHNV, 4KH4NVF, etc.).

Timbre de presse transfère la force du cylindre principal au métal à presser et prend la pleine charge de la pression de pressage. Pour protéger l'extrémité du vérin du contact avec la pièce chauffée, des rondelles de presse remplaçables sont utilisées qui ne sont pas fixées au vérin et, après chaque cycle de pressage, sont retirées du conteneur avec le résidu de presse pour la séparation et l'utilisation dans le prochain cycle. Une exception est le pressage semi-continu, dans lequel la rondelle de presse est fixée sur le vérin et, après la fin du cycle, revient à sa position d'origine à travers la cavité du conteneur. Sur la base des conditions de fonctionnement, les rampes sont constituées d'aciers alliés forgés à haute résistance (38KhNZMFA, 5KHNV, 5KHNM, 27KH2N2MVF).

Dans la pratique du pressage, des rampes de barres et de tuyaux sont utilisées. Les rampes à section pleine sont utilisées pour le pressage de profilés pleins, ainsi que de tuyaux sur des presses en forme de tige avec un mandrin mobile fixé sur le vérin et se déplaçant avec lui. La conception des rampes est illustrée à la Fig. 5.23.

Il y a une tige sur l'extrémité inopérante du vérin, qui sert à attacher le vérin à la traverse de pressage de la presse. Les tampons de presse sont à la fois solides et préfabriqués. L'utilisation de tampons PRSS préfabriqués permet l'utilisation de pièces forgées d'un diamètre plus petit pour leur fabrication.

Le but principal des travailleurs rondelles de presse est d'exclure le contact direct entre le vérin et la pièce chauffée. Les rondelles de presse en cours de déformation perçoivent la pleine pression de pressage et sont soumises à une charge thermique cyclique. Par conséquent, elles sont fabriquées à partir de pièces forgées en acier (5ХНМ, 5ХНВ, 4Х4ВМФС, ЗХ2В8Ф, etc.).

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

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

L'outil pour percer la pièce s'appelle aiguille, et pour la formation d'une cavité interne dans les tuyaux et les profilés creux - mandrin. Parfois, ces fonctions sont exécutées par un seul outil. Lors du pressage d'une billette creuse, le mandrin est fixé dans un vérin (pressage avec une aiguille mobile sur une presse à profilés à barres) 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 billette pleine, l'aiguille du mandrin fait partie intégrante de la matrice combinée.

Pour la fabrication d'aiguilles, de tels aciers sont utilisés comme KhN62MVKYU, ZhS6K, 5KhZVZMFS, ZKh2V8F, 4Kh4VVMFS, ZKh2V8F et autres. 5.24 montre schématiquement les aiguilles des presses verticales et horizontales utilisées dans le pressage de tuyaux et de profilés de section constante.

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

La partie de l'outil de presse qui, lorsqu'elle est pressée, assure l'obtention d'un profil aux dimensions requises et la qualité de sa surface, est appelée matrice. Habituellement, la matrice est réalisée sous la forme d'un disque traversé par un canal dont la forme en coupe doit correspondre à la section du profilé extrudé. Le diamètre de la matrice dépend des dimensions du conteneur et du flan, et l'épaisseur de la matrice est sélectionnée en fonction de la conception et de considérations technologiques.

La filière 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 sensible à l'usure de toutes les pièces qui composent l'ensemble de l'outil de presse. Par le nombre de trous, les matrices sont monocanal et multicanaux. Le nombre de trous dans la matrice est déterminé par le type de produit et les performances requises de la presse. De par sa conception, la matrice est divisée en deux groupes: le premier est conçu pour produire des produits de section transversale pleine ou de profilés creux, pressés par la méthode du tuyau à partir d'une billette creuse, et le second est utilisé pour presser des profilés creux à partir d'un billette solide et est une combinaison d'une matrice avec un mandrin (matrice combinée). La matrice forme le contour du produit moulé et détermine sa précision dimensionnelle et sa qualité de surface.

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

Riz. 5.25. Types de matrice : une- appartement; b - radiale; v -équipe:

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

La surface de la partie pressante de la zone plastique de la matrice du côté de l'entrée métallique dans celle-ci peut avoir une forme différente. Il a été établi en pratique que l'angle optimal du cône d'entrée dans le canal de filière est de 60-100°. Avec une augmentation de l'angle de conicité, des zones mortes apparaissent, ce qui réduit la possibilité que des parties contaminées du lingot pénètrent dans le produit.

Le produit reçoit ses dimensions finales lors du 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 divisée et la courroie est en alliages durs.

Les matrices sont constituées d'aciers à matrice et résistants à la chaleur (ЗХ2В8Ф, 4ХЗМ2ВФГС, 4Х4НМВФ, 30Х2МФН), et les inserts de matrice sont constitués d'alliages durs (VK6, VK15, ZhS6K). Les matrices en acier sont situées directement dans les matrices. Lors du pressage des alliages d'aluminium, les matrices sont soumises à une nitruration pour réduire le frottement et l'adhérence.

Des matrices en alliages durs et résistants à la chaleur sont également utilisées sous forme d'inserts 1, installé dans les clips 2 (fig.5.26, v), ce qui permet non seulement d'économiser des matériaux coûteux, mais aussi d'augmenter la durabilité de la matrice.

Pour le pressage de profilés creux, des matrices combinées sont utilisées (figure 5.26), dont les conceptions diffèrent par la forme et la taille de la zone de soudage et la géométrie du séparateur. 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 : une- matrice avec diviseur en saillie :

1 - support de support; 2 - peigne diviseur; 3 - aiguille; 4 - manchon matriciel; 5 - cas; b- matrice préfabriquée : JE - diviseur; 2 - matrice; 3 - Doublure; 4 - porte-matrice ; 5 - agrafe; 6 - anneau de support; 7 - broche; 8 - aiguille diviseuse

Les matrices monocanal, selon la conception, ont différents types de diviseurs (en saillie, semi-encastré, en retrait, plat), et peuvent également être à capsule et à pont. Une matrice avec un diviseur en saillie (Fig.5.26, une) a un accès libre au métal à la zone de soudage. La section séparatrice d'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 tirant hors de l'entonnoir de la matrice ou en appuyant sur la pièce suivante. Cette opération est réalisée en retirant brutalement le récipient de la matrice.

Dans la plupart des cas, les matrices combinées sont préfabriquées (Fig.5.26, b). Ceci facilite leur maintenance et permet de réduire le coût de leur fabrication.

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

Fondamentaux de la technologie pressante

La construction du processus technologique de pressage comprend : le choix de la méthode de pressage ; calcul des paramètres de la pièce (forme, taille et méthode de préparation pour le pressage); justification de la méthode et de la plage de température pour chauffer les pièces; calculs de la vitesse de pressage et de l'expiration, ainsi que des forces de pressage; sélection d'équipements auxiliaires pour le traitement thermique, le redressement, la conservation, ainsi que le but de l'opération de contrôle de la qualité des produits pressés.

Dans la technologie de pressage, tout d'abord, un 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 nuance de l'alliage, la longueur de livraison du profilé sont prises en compte comme données initiales, coordonnant tous les calculs avec les documents réglementaires tels que les spécifications des profilés extrudés, établies sur la base des normes actuelles de l'état et de l'industrie, ainsi que des exigences supplémentaires convenues entre le fournisseur et le consommateur.

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

Dans la pratique de la production de presses, les pressages directs et inversés sont le plus souvent utilisés. Pour les profils de grande longueur de livraison et avec un minimum d'hétérogénéité structurelle, il est conseillé d'utiliser la méthode de pressage inversé. Dans tous les autres cas, une méthode directe est utilisée, notamment pour les produits de section plus importante, jusqu'à des dimensions approchant les dimensions de la section transversale du manchon du récipient.

La Fig. 5.27.

Riz. 5.27.

La billette à presser peut être coulée ou déformée, et ses paramètres sont déterminés à partir de la somme de la masse du produit pressé et des déchets à la transformation de la presse. Le diamètre de la pièce est calculé sur la base de la section transversale du produit de presse, admissible pour l'alliage extrudé du dessin en fonction du type de pièce (lingot ou produit semi-fini déformé), et de la force de presse . Pour les produits pressés qui ne sont pas soumis à une déformation supplémentaire, l'étirement minimum doit être d'au moins 10, et pour les produits pressés soumis à un traitement de pression supplémentaire, cette valeur peut être réduite à environ 5. L'étirement maximum est déterminé par la force de presse, le durabilité de l'outil de pressage et plasticité du métal pressé. Plus la plasticité est élevée, plus le tirage maximum autorisé est grand. Les billettes pour le pressage des barres et des tuyaux ont généralement un rapport longueur/diamètre de 2-3,5 et 1-2,0, respectivement. Cela est dû au fait que l'utilisation de billettes longues lors du pressage des tuyaux entraîne une augmentation significative de leur variabilité.

Dans la plupart des cas, les lingots sont utilisés comme ébauches pour le pressage. Par exemple, pour obtenir des lingots à partir d'alliages d'aluminium, la méthode de coulée semi-continue dans un moule électromagnétique est maintenant largement utilisée. Les lingots ainsi obtenus se distinguent par la meilleure qualité de structure et de surface. Les lingots pour produits de haute qualité après coulée sont soumis à un recuit d'homogénéisation, après quoi la structure des ébauches devient homogène, la plasticité augmente, ce qui permet d'intensifier considérablement le processus de pressage ultérieur et de réduire les déchets technologiques.

En tournant et en décollant les lingots, il est possible d'éliminer les défauts de surface d'origine de coulée. Cependant, le chauffage ultérieur des lingots conduit à la formation d'une couche de tartre, ce qui réduit la qualité des produits pressés. A cet égard, l'une des plus efficaces est la méthode de scalpage à chaud des billettes, qui consiste en ce 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 de barres : 1 - timbre de presse; 2 - prisme d'alimentation; 3 - lingot; 4 - douille de guidage à sertir; 5 - couche scalpée; 6 - matrice de scalpage; 7 - unité de fixation de la matrice de scalpage ; 8 - guide de sortie ; 9 - convoyeur à rouleaux de déchargement

Le scalpage s'effectue soit dans des installations séparées 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 370-500°C, le cuivre et ses alliages à 600-950°C, les alliages de titane et nickel à 900-1 200°C, et l'acier à 1100-1,280°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 de régime température-vitesse, qui détermine la structure, les propriétés et la qualité des produits moulés. 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 beaucoup plus lentes que les alliages de cuivre.

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

Après pressage et traitement thermique, les produits pressés peuvent présenter des déformations dans le sens de la longueur et de la section transversale. Pour éliminer la distorsion de la forme des produits de presse, des machines à redresser-étirer, des machines de fusion de tubes à rouleaux obliques et des machines à redresser à rouleaux sont utilisées.

Pour donner aux produits de presse un aspect commercialisable, leur surface est traitée, ce qui permet d'éliminer les lubrifiants, le tartre et divers défauts de surface. Une place particulière dans ces opérations, appelées opérations de finition, est donnée à la gravure. Pour un certain nombre de produits de presse, principalement constitués d'alliages d'aluminium, l'anodisation (processus de création d'un film à la surface des produits de presse par polarisation dans un milieu conducteur) est réalisée à des fins décoratives, ainsi qu'un revêtement protecteur. Le processus technologique d'anodisation des produits de presse consiste à dégraisser, graver, laver, clarifier, anodiser, sécher et appliquer un film anodique.

La découpe de produits moulés en longueurs et la découpe d'échantillons pour essais mécaniques se font de différentes manières. La coupe la plus courante sur les scies circulaires avec des couteaux à tronçonner.

Après découpe et réception par le service contrôle technique, la plupart des produits de presse sont conservés et conditionnés en conteneurs. Un paquet graissé de produits de presse est placé dans une enveloppe dense en papier huilé, ce qui élimine le contact direct métal-bois et la pénétration d'humidité sur le métal.

Questions de contrôle et tâches pour le chapitre 5

• 1. Donnez une définition du terme « pressage » et expliquez l'essence de ce processus.
• 2. Quel schéma de l'état de contrainte est réalisé lors du pressage dans la zone de déformation ?
• 3. Énumérez et commentez les avantages et les inconvénients du processus de pressage par rapport au laminage de profilés et de tubes.
• 4. Énumérez les zones de pressage les plus appropriées.
• 5. Quelles formules peuvent être utilisées pour calculer le taux d'extrusion pendant le pressage ?
• 6. Quelle est la relation 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 d'une rondelle de presse en pressage semi-continu ?
• 13. Décrire le principe du pressage continu selon la méthode de con-

• 14. Quelles sont les étapes du processus de pressage ?
• 15. Décrivez le schéma de formation d'un évier de presse pendant le pressage.
• 16. Énumérez les lois fondamentales qui déterminent la taille des résidus de presse.
• 17. Quelles méthodes sont utilisées pour réduire la quantité de résidus de presse pendant le pressage ?
• 18. À quoi sert une aiguille à mandrin lors du pressage de tuyaux?
• 19. Faites une comparaison du pressage des tuyaux par les méthodes avant et arrière.
• 20. Comment le processus de pressage des tuyaux avec soudure est-il organisé?
• 21. Décrire le réglage de l'outil lors du pressage de tuyaux à travers une matrice combinée à canal unique.
• 22. Quelle est la particularité de la conception matricielle combinée ?
• 23. Énumérez les caractéristiques du pressage à travers une matrice multicanaux.
• 24. Dans quels cas est-il conseillé de remplacer le pressage monocanal par un pressage multicanal ?
• 25. Donnez la formule de calcul du taux d'étirement pour le pressage multicanaux.
• 26. Pourquoi est-il nécessaire de déterminer les conditions de force de pressage ?
• 27. Quelles sont les méthodes pour déterminer les conditions de force de pressage ?
• 28. Décrire les principales méthodes expérimentales pour déterminer les conditions de puissance de pressage, leurs avantages et leurs inconvénients.
• 29. Nommez et décrivez les méthodes analytiques pour évaluer l'effort de pressage.
• 30. Quelles sont les composantes de l'effort total de la presse ?
• 31. Quels sont les principaux facteurs affectant l'ampleur de la force de pression.
• 32. Énumérez les principes de base selon lesquels la vitesse de pressage est sélectionnée.
• 33. Décrire une conception typique d'une unité de presse hydraulique.
• 34. Quels types de presses hydrauliques sont utilisés pour le pressage ?
• 35. Expliquer le principe de fonctionnement des presses hydrauliques à profilés en barres et à profilés tubulaires.
• 36. Qu'est-ce qui est inclus dans le kit d'outils de pressage ?
• 37. Décrivez le but et la conception du conteneur.
• 38. Quels aciers sont utilisés pour la fabrication d'outils de pressage.
• 39. Quels types de matrices sont utilisés pour le pressage ?
• 40. Quel est l'ordre de développement du processus technologique de pressage?
• 41. Quelles opérations sont incluses dans le schéma technologique d'extrusion de produits de presse en aluminium?
• 42. Comment les éditions de presse sont-elles éditées ?
• 43. Quel est le but de l'anodisation des produits de presse en aluminium ?

L'appareil est conçu pour produire des ébauches de bagues de meules hautes de meulage et de polissage sur céramique, bakélite, vulcanite et autres liants. Il contient un boîtier monté avec la possibilité de mouvement vertical avec des guides horizontaux. Un mandrin avec des plaques de formage est situé à l'intérieur du corps. Le mécanisme de mouvement vertical du corps est réalisé 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 densité des cercles en hauteur. 2 malades

L'invention concerne l'industrie de l'abrasif, en particulier des dispositifs pour la production d'ébauches de bagues de meules hautement abrasives pour le meulage et le polissage sur céramique, bakélite, vulcanite et autres liants. Dispositif connu pour le moulage unilatéral de pièces de meules, comprenant un carter, des plaques de formage supérieure et inférieure, montés sur un mandrin. L'inconvénient de ce dispositif, conçu pour le pressage unilatéral, réside dans les capacités technologiques limitées, car lors de la formation d'ébauches annulaires d'une hauteur de 50 mm ou plus, il est impossible d'assurer l'uniformité des ébauches et, par conséquent, des propriétés mécaniques uniformes de cercles finis en hauteur et leur qualité requise. L'appareil spécifié est installé en permanence sur la table d'une presse hydraulique à usage général. Dans ce cas, le pressage de billettes hautes est impossible, car il est impossible de charger la masse initiale dans l'appareil et de pousser le pressage hors de l'appareil (l'espace de travail d'une presse à usage général est petit). On connaît également un dispositif conçu pour le pressage unilatéral de pièces de meules abrasives avec pré-pressage, comprenant un boîtier mobile dans le sens vertical, une plaque de formage supérieure, un mandrin, une plaque de formage inférieure et un mécanisme pour déplacer le corps contenant des guides et des éléments élastiques. Le dispositif spécifié pour le pressage unilatéral avec prépressage élimine partiellement la différence de densité des flans obtenus et étend les capacités technologiques du processus de pressage. En même temps, au stade de l'achèvement du pressage unilatéral à l'aide de la plaque de moulage supérieure, le mélange de moulage est pré-pressé avec la plaque de moulage inférieure en raison du mouvement vers le bas de la matrice. Dans ce cas, l'appareil est également installé en permanence sur la table d'une presse polyvalente, ce qui limite ses capacités technologiques. Un inconvénient important du dispositif conçu pour le pressage unilatéral des ébauches avec prépressage est le chemin différent parcouru dans la matrice par les plaques de moulage supérieure et inférieure, c'est-à-dire une compression différente du sable de moulage, ainsi que des forces différentes agissant sur le pressage depuis le côté des plaques de moulage supérieure et inférieure. De plus, cette différence d'efforts dépendra de la hauteur du mélange remplissant le dispositif et de la hauteur du pressage. Cet inconvénient conduit à une différence importante de densité des compacts et à l'inhomogénéité des propriétés mécaniques (résistance et dureté) des meules abrasives obtenues à partir d'eux le long de la hauteur. Le plus proche de l'essence technique et de l'effet obtenu de l'invention proposée est un dispositif pour presser des pièces de meules abrasives, comprenant un boîtier monté sur des guides horizontaux, à l'intérieur duquel se trouve un mandrin avec des plaques de formage supérieure et inférieure installées dessus, un mécanisme pour mouvement vertical du corps et guides horizontaux, une traverse inférieure avec butées pour la plaque de formage inférieure et une traverse supérieure montée avec possibilité de mouvement vertical avec un poinçon fixé dessus. Dans ce dispositif, dans un premier temps, le processus de pressage unilatéral par la plaque de formage supérieure est effectué, puis, après compression des éléments élastiques due au mouvement du corps vers le bas, le mélange abrasif est soumis à un prépressage par le plaque de formage inférieure. Mais le pré-pressage n'assure pas l'homogénéité des pièces en hauteur. Ainsi, le principal inconvénient de l'analogue le plus proche est la densité différente des pièces en hauteur et, par conséquent, des propriétés mécaniques différentes, tout d'abord la résistance et la dureté des meules abrasives obtenues en hauteur. Le résultat technique est de réduire la différence de densité dans la hauteur des cercles (la densité est égale à la masse par unité de volume du corps). La densité dans cette solution 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 le long de la hauteur du cercle. La tâche est accomplie par le fait que dans un dispositif de pressage de pièces de meules abrasives, contenant un boîtier monté sur des guides horizontaux, à l'intérieur duquel se trouve un mandrin avec des plaques de formage supérieure et inférieure installées dessus, un mécanisme de mouvement vertical de la corps et guides horizontaux, une traverse inférieure avec butées installées dessus pour la plaque inférieure et la traverse supérieure montée avec possibilité de mouvement vertical ainsi que le poinçon fixé dessus, selon l'invention, le mécanisme de mouvement vertical du corps et les guides horizontaux sont réalisés sous la forme d'engrenages à deux crémaillères, 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 de la caisse avec guides horizontaux soit réalisé sous la forme d'engrenages à deux crémaillères permet de lier le mouvement de la traverse supérieure mobile au mouvement descendant de la caisse avec les guides horizontaux . De plus, comme il ressort des lois de la mécanique (voir. Yablonsky A.A., Nikiforova V.M. Cours de mécanique théorique. Partie 1. -M. : Vysshaya Shkola, 1977, p. 234, fig. 310), le poinçon de l'appareil fixé sur la traverse supérieure et les rails fixés dessus descendront à une vitesse deux fois supérieure à la vitesse des engrenages, et, par conséquent, la vitesse du corps de l'appareil. Un tel rapport des vitesses de déplacement du poinçon supérieur et du corps vers le bas, à condition que la même distance soit réglée entre le poinçon et la plaque de formage supérieure, ainsi qu'entre la plaque de formage inférieure et les butées de la plaque de formage inférieure installées sur la traverse inférieure, assurera la performance du pressage double face du mélange abrasif avec des réductions égales des plaques supérieure et inférieure. Le pressage double face, quant à lui, assurera l'uniformité de la pièce, l'uniformité de ses propriétés mécaniques et, par conséquent, augmentera la qualité des meules hautement abrasives obtenues. Le dispositif proposé est illustré sur les figures 1 à 2, où les figures 1 représente une vue générale du dispositif (vue depuis la position de chargement) en position initiale (partie gauche) et en début de pressage (partie droite), la Fig. 2 est une vue de l'appareil (vue de face) en début d'emboutissage (partie gauche) et en fin d'emboutissage (partie droite). Le dispositif de pressage des pièces de meules abrasives contient un carter 1 avec des meules 2, à l'intérieur duquel se trouve un mandrin 3 avec un plateau supérieur 4 et inférieur 5 de formage. Le corps 1 est installé avec ses roues 2 sur des guides horizontaux (rails) 6, fixés sur la plaque de base 7. Il existe des traverses supérieure et inférieure 8 et 9. La traverse supérieure 8 est réalisée avec possibilité de déplacement vertical. Le mécanisme de déplacement vertical du corps 1 avec des guides horizontaux (rails) 6 est réalisé sous la forme de crémaillères 10, 11 et d'engrenages 12. Les rails 10 sont fixés sur la traverse inférieure 9 de l'appareil, les rails 11 - 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 sur la traverse supérieure 8. Sur la traverse inférieure 9, deux butées 14 de la plaque de formage inférieure 5 sont L'appareil fonctionne comme suit. Dans la cavité annulaire du boîtier 1 en position de chargement (non représentée), le sable de moulage 15 est chargé sur la plaque de moulage inférieure 5, et la plaque de moulage supérieure 4 est posée dessus 1 et 2). L'entraînement de l'appareil est allumé (non illustré sur les figures 1 à 2). Dans ce cas, la traverse supérieure 8, avec le poinçon 13 et les lattes 11, commencent à se déplacer vers le bas. En 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 le corps 1. À partir de la position initiale (partie gauche de la Fig. 1 ) jusqu'au moment où il touche la plaque de formage supérieure 4, le poinçon 13 parcourt un trajet égal à 2h 1, puisque le corps 1 simultanément avec le poinçon 13 descend. Dans ce cas, le corps 1 du dispositif ainsi que le mandrin 3, les plaques de formage supérieure et inférieure 4 et 5 et le mélange abrasif 15 parcourent un chemin égal à h 1. Si h 1 = h 2, où h 2 est la distance entre la plaque de formage inférieure 5 et les supports 14, alors à ce moment la plaque 5 entrera en contact avec les supports 14. A partir du moment où le poinçon 13 touche le formage supérieur plaque 4 et la plaque de formage inférieure 5 les arrêts 14 le processus de pressage commence. Lors du pressage, le mélange de moulage 15 est comprimé de la valeur h par la plaque de moulage supérieure 4 lorsqu'il se déplace vers le bas avec le poinçon 13 (Fig. 2) et comprimé de la valeur h par la plaque de moulage inférieure 5 en raison du mouvement de le boîtier 1 vers le bas de cette valeur h conjointement avec le compact 16. Dans ce cas, le poinçon 13, conjointement avec la plaque de formage supérieure 4, parcourt une course égale à 2h. Après la fin de l'opération de pressage, 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 en raison du mouvement ascendant de la traverse 8. Ensuite, le long des guides horizontaux 6, le corps 1 sur roues 2 est amené à la position d'extrusion du pressage 16. Un prototype d'un dispositif pour presser des ébauches de meules abrasives électrocorindon sur un liant céramique de dimensions 100 x 80 x 32 mm ( GOST 2424-83) a été développé. Cet appareil possède des mécanismes à deux crémaillères ayant les caractéristiques suivantes : - les rails mobiles ont une longueur de 800 mm avec une longueur de partie de crémaillère de 300 mm, leur section est de 25x25 mm, le matériau est de 40X ; - les rails fixes ont une longueur de 400 mm avec une longueur de partie de rack de 300 mm, leur section transversale est de 25x25 mm, le matériau est de 40X ; - les engrenages ont un diamètre de cercle primitif de 80 mm, le nombre de dents est de 40, le module des dents est de 2 mm, le matériau est de 35X ; - des axes de transmission en acier 45 d'un diamètre de 25 mm sont soudés à la plaque de base. Obtenus sur le prototype, les pièces après l'opération de traitement thermique 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 des contrôles ont montré que la dureté est uniforme sur toute la hauteur des cercles et que leur qualité après usinage répond aux exigences de la norme de l'usine d'abrasifs de Chelyabinsk. Le dispositif proposé est conseillé pour la fabrication de meules hautes (de 50 à 300 mm et plus) sur liants céramique, bakélite et vulcanite. Sources d'information 1. Équipements et équipements pour les entreprises de l'industrie des abrasifs et du diamant / V. A. Rybakov, V.V. Avakyan, OS Masevich et autres - L. : Génie mécanique, p. 154-155, figure 6.1. 2. Idem, p. 155, figure 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 pressé hors d'une cavité fermée à travers un trou dans la matrice correspondant à la section du profilé extrudé.

Il s'agit d'un moyen moderne de produire diverses ébauches de forme: 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 pleins et creux de section transversale complexe avec une section transversale allant jusqu'à 500 cm 2.

La méthode a d'abord été prouvée scientifiquement 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, des lingots ou des produits laminés en aciers au carbone et alliés, ainsi que des métaux non ferreux et des alliages à base de ceux-ci (cuivre, aluminium, magnésium, titane, zinc, nickel, zirconium, uranium, thorium) sont utilisés comme billette initiale .

Le processus technologique de pressage comprend les opérations suivantes :

· Préparation de la pièce pour le pressage (coupe, tournage préliminaire sur la machine, car la qualité de surface de la pièce affecte la qualité et la précision du profil);

· Chauffage de la pièce avec détartrage ultérieur;

· Placer la pièce dans un conteneur;

· Directement le processus de pressage;

· 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 : droit et arrière(fig.11.6)

En pressage direct, le mouvement du poinçon de presse et la sortie du métal à travers le trou de la matrice se produisent dans la même direction. Avec le pressage direct, une force beaucoup plus importante est requise, car une partie de celle-ci est dépensée pour surmonter le frottement 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, le schéma de pressage est plus simple.

Riz. 11.6. Schéma de pressage de la barre par les méthodes directe (a) et inverse (b).

1 - barre finie; 2 - matrice; 3 - vide; 4 - coup de poing

Lors du contre-pressage, la pièce est placée dans un récipient borgne, et elle reste immobile pendant le pressage, et la sortie de métal du trou de la matrice, qui est fixée à l'extrémité du poinçon creux, se produit dans la direction opposée à la mouvement du poinçon avec la matrice. Le contre-pressage demande moins d'effort, le résidu de presse est de 5 ... 6%. Cependant, moins de déformation a pour résultat que la barre extrudée conserve des traces de la structure en métal coulé. Le schéma de conception est plus complexe

Le processus de pressage est caractérisé par les principaux paramètres suivants : le coefficient d'allongement, le degré de déformation et le taux de sortie du métal du point de la matrice.

Le rapport d'étirement est défini comme le rapport de la surface de la section transversale du conteneur à la surface de la section transversale de toutes les ouvertures de filière.

Degré de déformation :

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

où : - vitesse de pressage (vitesse de déplacement du poinçon).

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

Les principaux avantages du processus comprennent :

· La possibilité de traiter des métaux qui ne peuvent pas être traités par d'autres méthodes en raison de leur faible plasticité ;

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

· Obtention d'une large gamme de produits sur le même équipement de pressage avec le remplacement de la seule matrice ;

· 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 de dessin consiste à tirer les pièces à travers un trou conique (matrice) dans un outil appelé matrice. La configuration du trou détermine la forme du profil résultant. Le schéma de dessin est illustré à la figure 11.7.

Graphique 11.7. Schéma de dessin

Le tréfilage est obtenu avec un diamètre de 0,002 ... 4 mm, des tiges et des profilés de section transversale profilée, des tuyaux à paroi mince, y compris des capillaires. Le dessin est également utilisé pour calibrer la section et améliorer la qualité de surface des pièces. L'étirage est souvent effectué à température ambiante, lorsque la déformation plastique s'accompagne d'un écrouissage, cela est utilisé pour augmenter les caractéristiques mécaniques du métal, par exemple, la résistance ultime augmente de 1,5 ... 2 fois.

Le matériau de départ peut être une barre laminée à chaud, un profilé en acier, du fil, des tuyaux. L'étirage est utilisé pour traiter des aciers de diverses compositions chimiques, des métaux et alliages non ferreux, y compris des métaux précieux.

L'outil principal pour le dessin est le dessin de matrices de différentes conceptions. La matrice fonctionne dans des conditions difficiles : des contraintes élevées sont associées à une usure lors de la traction, elles sont donc fabriquées à partir d'alliages durs. Pour obtenir des profils particulièrement précis, les matrices sont en diamant. La conception de l'outil est illustrée à la Fig. 11.8.

Graphique 11.8. Vue générale du dessin

Voloka 1 fixé dans la cage 2. Les filières ont une configuration complexe, ses éléments constitutifs sont : la pièce d'admission I, comprenant le cône d'admission et la pièce de lubrification ; déformer la partie II avec un angle au sommet (6 ... 18 0 - pour les barres, 10 ... 24 0 - pour les tuyaux); courroie de calibrage cylindrique III d'une longueur de 0,4 ... 1 mm; cône de sortie IV.

Le processus de dessin comprend les opérations suivantes :

· Recuit préliminaire des pièces pour obtenir une structure métallique à grain fin et augmenter sa plasticité ;

Gravure des ébauches dans une solution chauffée d'acide sulfurique pour éliminer le tartre suivi d'un lavage, après élimination du tartre, une sous-couche lubrifiante est appliquée sur la surface par cuivrage, phosphotisation, chaulage, le lubrifiant adhère bien à la couche et le coefficient de le frottement est considérablement réduit;

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

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

Finition des produits finis (rognage des extrémités, redressage, coupe à longueur, etc.)

Le processus d'étirage est effectué sur des laminoirs à tréfilage spéciaux. Selon le type de dispositif de traction, on distingue les broyeurs : à mouvement rectiligne du métal tiré (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 tambours peut aller jusqu'à vingt. La vitesse d'étirage atteint 50 m/s.

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

Le rapport d'étirement est déterminé par le rapport de la longueur finale et initiale ou de la section transversale initiale et finale :

Le degré de déformation est déterminé par la formule :

Habituellement, en un seul passage, le rapport d'étirement 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 d'obtention de produits en extrudant du métal chauffé à partir d'une cavité fermée (conteneur) à travers le trou de l'outil (matrice). Il existe deux méthodes de pressage : en avant et en arrière. À direct pressage(fig. 17, une) le métal est expulsé dans le sens de déplacement du poinçon. À inverser pressage(fig. 17, b) le métal sort du conteneur vers le mouvement du poinçon.

La billette initiale pour le pressage est un lingot ou une barre laminée à chaud. Pour obtenir une surface de haute qualité après pressage, les pièces sont rectifiées et même polies.

Le chauffage est effectué dans des installations à induction ou dans des fours à bain de sels fondus. Les métaux non ferreux sont pressés sans chauffage.

Riz. 17. Pressage direct (une) et vice versa (b):

1 - conteneur; 2 - coup de poing; 3 - vide; 4 - aiguille; 5 - matrice; 6 - profil

Déformation lors du pressage

Lors du pressage, un schéma de compression inégale sur tout le pourtour est réalisé, alors qu'il n'y a pas de 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 peut traiter des matériaux qui, en raison de leur faible plasticité, ne peuvent pas être déformés par d'autres méthodes.

Rapport de tirage µ lorsqu'il est pressé, il peut atteindre 30-50.

Outil de pressage

L'outil est un récipient, un poinçon, une matrice, une aiguille (pour l'obtention de profils 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 fonctionnement de l'outil sont très difficiles : pressions de contact élevées, abrasion, échauffement jusqu'à 800-1200 С. Il est fabriqué à partir d'aciers à outils de haute qualité et d'alliages à haute température.

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

Équipement de pressage

Ce sont des presses hydrauliques à positionnement de poinçon horizontal ou vertical.

Produits de pressage

Par pressage, des profils simples (cercle, carré) sont obtenus à partir d'alliages à faible ductilité et des profils de formes très complexes impossibles à obtenir avec d'autres types d'OMD (Fig. 18).

Riz. 18. Profs pressés
ou

Avantages du pressage

La précision des profilés extrudés est supérieure à celle des profilés laminés. Comme déjà mentionné, vous pouvez obtenir des profils des formes les plus complexes. Le procédé est polyvalent en termes de passage d'une taille à l'autre et d'un type de profilé à un autre. Le changement d'outil ne prend pas beaucoup de temps.

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

Inconvénients du pressage

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

Dessin

Dessin - faire des profils en tirant la pièce à travers un trou progressivement rétréci dans l'outil - dans O aimer.

La pièce initiale pour le dessin est une barre, un fil épais ou un tuyau. La pièce ne chauffe pas, c'est-à-dire que l'étirage est une déformation plastique à froid.

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

Déformation de dessin

N.-É. Lors du dessin, des contraintes de traction sont appliquées à la pièce. Le métal ne doit être déformé que dans le canal conique de la matrice ; aucune déformation à l'extérieur de l'outil n'est autorisée. Petite compression en un seul passage : dessin µ = 1,1 1,5. Pour obtenir le profil souhaité, le fil est tiré à travers plusieurs trous de diamètre décroissant.

Comme la déformation à froid est effectuée, le métal est riveté - 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 ductile, capable de se déformer davantage.

Outil de dessin

ET l'instrument est glisser, ou mourir, qui est une bague avec un trou profilé. Les filières sont constituées d'alliages durs, de céramiques, de diamants industriels (pour les fils très fins d'un diamètre inférieur à 0,2 mm). La friction entre l'outil et la pièce est réduite avec des lubrifiants solides. Des mandrins sont utilisés pour obtenir des profils creux.

Le trou de travail de la matrice a quatre zones caractéristiques sur sa longueur (Fig. 20): I - entrée, ou lubrifiant, II - déformant, ou travaillant, avec un angle α = 8 ÷ 24º, III - étalonnage, IV - cône de sortie.

La tolérance de taille de fil est en moyenne de 0,02 mm.

Matériel de dessin

Existe moulins à dessin de différentes conceptions - tambour, crémaillère, chaîne, à entraînement hydraulique, etc.

Moulins à tambours(fig. 21) est utilisé pour étirer des fils, des tiges et des tuyaux de petit diamètre, qui peuvent être enroulés en bobines.

Les broyeurs à tambours de réétirage 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 3000 m/min.

Chaîne tréfilage stans(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 effectué sur un mandrin.

R
est. 22. Laminoir à chaîne :

1 - faites glisser; 2 - tiques; 3 - chariot; 4 - crochet de traction; 5 - chaîne; 6 - pignon principal;

7 - réducteur; 8 - moteur électrique

Produits dessinés

Le tréfilage est obtenu avec un diamètre de 0,002 à 5 mm, ainsi que des tiges, des profilés façonnés (divers guides, goujons, rouleaux cannelés) et des tuyaux (Fig. 23).

Riz. 23. Profils obtenus par dessin

Avantages du tréfilage

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 profilés à parois minces, d'une productivité élevée et d'une faible quantité de déchets. Le procédé est universel (on peut changer d'outil simplement et rapidement), il est donc répandu.

Il est également important que vous puissiez modifier les propriétés des produits résultants par écrouissage et traitement thermique.

Inconvénients du trimballage

L'inévitabilité de l'écrouissage et la nécessité d'un recuit compliquent le processus. La compression en un seul passage est faible.

Forgeage

À mouton s'appelle la fabrication de produits par déformation successive d'une pièce chauffée par des coups d'un outil universel - boykov... La pièce ou le produit fini résultant est appelé forger.

Lingots ou blooms, les sections de barres d'une section simple servent de pièce initiale. Les pièces sont généralement chauffées dans des fours à chambre.

Forgeage déformation

La déformation dans 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 sections distinctes de la pièce, de sorte que ses dimensions peuvent dépasser considérablement la surface des percuteurs.

La quantité de déformation est exprimée forger:

où F max et F min - la section transversale initiale et finale de la pièce et le rapport de la plus grande surface à la plus petite sont pris, donc le forgeage est toujours supérieur à 1. Plus la valeur du forgeage est grande, meilleure est la le métal est forgé. Certaines des opérations de forgeage sont illustrées à la fig. 25.

Riz. 25. Opérations de forge :

une- broche; b- firmware (obtenir un trou); v- abattage (division en parties)

Outil de forgeage

L'outil est universel (applicable aux pièces forgées de formes diverses) : percuteurs plats ou coupés et un ensemble d'outils de forge (mandrins, poussoirs, perceuses, etc.).

Équipement pour le forgeage

Les machines d'action dynamique, ou percussions, sont utilisées - marteaux et machines statiques - hydrauliques presse.

Les marteaux sont classés en pneumatique, avec une masse de pièces tombantes jusqu'à 1 tonne, et vapeur-air, avec une masse de pièces tombantes jusqu'à 8 tonnes.Les marteaux transfèrent l'énergie d'impact à la pièce en une fraction de seconde. Le milieu de travail dans les marteaux est l'air comprimé ou la vapeur.

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

Application de forgeage

Le forgeage est le plus souvent utilisé dans la production unique et à petite échelle, en particulier pour la production de pièces forgées lourdes. Les lingots pesant jusqu'à 300 tonnes ne peuvent être utilisés que pour le forgeage. Ce sont les arbres des hydrogénérateurs, les disques des turbines, les vilebrequins des moteurs marins, les rouleaux des laminoirs.

Les avantages de la forge

C'est d'abord la polyvalence du procédé qui permet d'obtenir une grande variété de produits. Aucun outil compliqué n'est nécessaire pour le forgeage. Lors du forgeage, la structure du métal est améliorée : les fibres dans le forgeage sont disposées favorablement afin de résister à la charge pendant le fonctionnement, la structure coulée est écrasée.

Inconvénients du forgeage

Ceci, bien sûr, est la faible productivité du processus et la nécessité de tolérances importantes pour l'usinage. Les pièces forgées sont obtenues avec une faible précision dimensionnelle et une rugosité de surface élevée.