Processus technologique de dessin. Pressage. L'essence du processus de pressage. Schémas de pressage direct et inverse. Dessin. L'essence du processus. Processus technologique de dessin Équipement de pressage

pressage (extrusion) est un type de traitement des métaux par pression, qui consiste à donner au métal traité une forme donnée en le pressant hors d'un volume clos à travers un ou plusieurs canaux ménagés dans un outillage de presse de formage.

C'est l'un des procédés de mise en forme 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 sur l'exemple du pressage direct (Fig. 5.1) est la suivante. Vide 1, porté à la température de pressage, placé dans un récipient 2. Du côté sortie du conteneur dans le support de matrice 3 la matrice 5 est placée, formant le contour du produit de presse 4. Via le piston de presse 7 et la rondelle de presse 6 la pression est transférée à la pièce depuis le cylindre principal de la presse. Sous l'action d'une haute pression, le métal s'écoule dans le canal de travail de la matrice, qui forme un produit donné.

L'utilisation généralisée du pressage s'explique par le schéma favorable de l'état de contrainte du métal déformé - compression non uniforme sur tout le pourtour. Le choix des conditions de température pour le pressage est déterminé principalement 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 une augmentation de la production d'aciers à outils à haute résistance, ainsi qu'à la suite de la création d'équipements spécialisés puissants, le champ d'application du pressage à froid s'élargit pour les métaux et alliages à faible résistance à la déformation. Typiquement, le cycle de pressage est un processus répétitif (pressage discret), mais maintenant des méthodes de pressage semi-continu et continu sont également utilisées, et des processus basés sur la combinaison d'opérations de coulée, de laminage et de pressage sont en cours de développement.

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

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

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

La place du pressage dans la production de produits longs métalliques peut être appréciée en comparant le pressage avec des procédés concurrents, tels que le laminage à chaud et le laminage de tubes.

Avec cette comparaison, les avantages du pressage sont les suivants. Pendant le laminage, de grandes contraintes de traction apparaissent dans de nombreuses parties de la zone plastique, ce qui réduit la ductilité du métal en cours de traitement, et pendant le pressage, un schéma de compression global irrégulier est mis en œuvre, ce qui permet de fabriquer en une seule opération diverses presses des produits qui ne sont pas du tout obtenus par laminage ou qui sont obtenus, mais pour un grand nombre de passes. Le domaine d'application du pressage est particulièrement étendu lorsque le degré de déformation par transition dépasse 75% et que le rapport d'étirage a une valeur supérieure à 100.

En pressant, il est possible d'obtenir des produits de presque n'importe quelle forme de section, et en laminant uniquement des profilés et des tuyaux de configurations de section 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 simplement de remplacer la matrice.

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

En règle générale, des degrés élevés de déformation pendant le pressage offrent un niveau élevé de propriétés du produit.

Le pressage, contrairement au laminage, peut être utilisé pour obtenir des produits moulés 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 :

• la nature cyclique du procédé, qui conduit à une diminution de la productivité et du rendement en métal convenable ;
• l'amélioration de la qualité des produits de presse nécessite de faibles vitesses de pressage pour un certain nombre de métaux et d'alliages et s'accompagne d'importants déchets technologiques en raison de la nécessité de laisser de gros résidus de presse et d'éliminer l'extrémité de sortie faiblement déformée du produit de presse ;
• la longueur limitée de la pièce, en raison de la force des vérins de la presse, des capacités de puissance de la presse et de la stabilité de la pièce lors du dépressage, réduit la productivité du processus;
• une déformation inégale pendant le pressage conduit à une anisotropie des propriétés du produit pressé ;
• des conditions de fonctionnement sévères de l'outil de pressage (une combinaison de haute température, de pression et de charges abrasives) nécessitent un remplacement fréquent et l'utilisation d'aciers alliés coûteux pour sa fabrication.

Une comparaison des avantages et des inconvénients du procédé nous permet de conclure qu'il est plus opportun d'utiliser le pressage dans la production de tuyaux, de profilés pleins et creux de forme complexe avec une précision dimensionnelle accrue lors du traitement de matériaux difficiles à former et à faible teneur en plastique. métaux et alliages. De plus, contrairement au laminage, il est rentable dans la production à moyenne et petite échelle, ainsi que dans la mise en œuvre de méthodes de traitement continu ou combiné.

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

1. Rapport de tirage A, cp, défini comme le rapport de la section transversale du conteneur R à k aire de la section transversale de tous les canaux de la matrice I/ 7 ,

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

KIG

m 1 IG

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

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

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

où AL- la longueur de la partie pressée de la pièce à usiner ; ? - temps de pressage.

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

^ist ^^pr- (5.6)

Types de pressage

pressage direct

Dans la production de presse, plusieurs types de pressage sont utilisés, les principaux sont abordés ici.

Avec le pressage direct, la direction d'extrusion du produit de presse à partir du canal de filière et la direction de mouvement du coulisseau de presse sont les mêmes

(Fig. 5.2). Ce type de pressage est le plus courant et permet d'obtenir des produits pleins et creux avec une large gamme de sections proches de la taille de la section du récipient. Une caractéristique de la méthode est le mouvement obligatoire du métal par rapport au récipient fixe. Le pressurage 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 récipient et le vérin de presse avec une rondelle de presse (Fig. 5.2, un), poussé dans le récipient (Fig. 5.2, b) renversé dans un récipient (Fig. 5.2, dans), extrudé à travers le canal de la matrice (Fig. 5.2, G) avant la formation du poids de la presse (Fig. 5.2, e).

Riz. 5.2. Schéma des étapes de pressurage direct : un - position de départ; 1 - tampon de presse ; 2 - rondelle de presse; 3 - Vide; 4 - récipient; 5 - porte-matrice; 6 - matrice; dans- chargement de la pièce à usiner et de la rondelle de presse ; dans - pressage de pièces; d - écoulement stable du métal : 7 - produit pressé ; ré - le début de l'écoulement des zones de déformation difficile et la formation d'un puits de presse; e- service des résidus de presse

et extraire l'article de presse : 8 - couteau

Il résulte de l'action des forces de frottement sur la surface de la pièce lors de l'emboutissage direct des déformations à fort cisaillement qui contribuent au renouvellement des couches métalliques qui forment les zones périphériques du profilé. Cette méthode permet d'obtenir des produits avec une qualité de surface élevée, car dans le volume de la pièce adjacente à la matrice, une grande zone métallique élastique se forme, ce qui exclut pratiquement la pénétration de défauts à la surface du produit depuis la zone de contact entre la pièce et le récipient.

Cependant, le pressage direct se caractérise par les inconvénients suivants.

• 1. Des efforts supplémentaires sont déployés pour vaincre la force de frottement de la surface de la pièce contre les parois du récipient.
• 2. Une structure et des propriétés mécaniques inégales des produits de presse se forment, entraînant une anisotropie des propriétés.
• 3. Le rendement 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.

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

Le contre-pressage commence par le fait que la pièce est placée entre le récipient et le piston creux de la presse (Fig. 5.3, un), puis il est poussé dans le récipient, bouleversé (Fig. 5.3, b) et extrudé à travers le canal de filière (Fig. 5.3, dans), après quoi le produit de presse est retiré, le résidu de presse est séparé (Fig. 5.2, d), la matrice est retirée et le tampon de presse est remis dans sa position d'origine (Fig. 5.3, e).

Pendant le pressage inverse, le lingot ne bouge pas par rapport au récipient, il n'y a donc pratiquement pas de frottement au contact récipient-ébauche, sauf pour la cavité d'angle près de la matrice, où il est actif, et la force de pressage totale est réduite en raison de l'absence de consommation d'énergie pour vaincre les forces de frottement.

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

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

Riz. 5.3. Schéma des étapes de pressage inverse : un - position de départ: 1 - tampon de presse à obturateur; 2 - récipient; 3 - Vide; 4 - rondelle de presse; 5 - tampon de presse; 6 - support magique; 7 - matrice; b- charger une pièce avec une matrice et presser la pièce; dans- le début de l'écoulement des zones de déformation difficile et la formation d'un puits de presse : 8 - produit de presse ; d - séparation du résidu de presse et extraction du produit de presse : 9 - couteau; ré- retrait de la matrice et retour du contenant

et appuyez sur le vérin dans sa position d'origine

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

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

Pressage semi-continu

La longueur de l'ébauche dépend de la force du piston de la presse et de la taille de la course de travail de la presse; par conséquent, des ébauches d'une certaine longueur au maximum 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 des produits finis 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 "ébauche par ébauche") qui, selon l'alliage et la destination des produits de presse, s'effectue sans lubrification et avec lubrification. Le pressage semi-continu de flans sans lubrification consiste dans le fait que chaque flan successif est chargé dans un conteneur après que le précédent a été extrudé sur environ les trois quarts de sa longueur. Lors de l'utilisation de cette technique, les pièces sont soudées aux extrémités. La longueur de la pièce laissée dans le conteneur est limitée par le fait que la poursuite du pressage entraînera la formation d'un évier de presse. Par conséquent, lors du chargement de la pièce suivante dans le conteneur, le risque de formation d'une cavité rétractable est éliminé et les conditions sont créées pour obtenir des produits de presse de haute qualité. Dans ce cas, il est possible d'obtenir un tel produit de presse dont la longueur est théoriquement illimitée et ne sera déterminée que par le nombre de flans pressés. Parfois, pendant le processus de pressage, le produit est enroulé en une bobine de grande longueur.

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

Lors de la première étape, la pièce est introduite dans le récipient de presse et, après avoir été dépressée, elle est extrudée à une longueur prédéterminée du résidu de presse (Fig. 5.4, un d). Après cela, le tampon 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, celle-ci est soudée avec les résidus de presse de la pièce précédente et tout le métal est extrudé à travers le canal de filière (Fig. 5.4, d-f). Après avoir pressé chaque pièce, il est nécessaire de remettre la rondelle de pressage dans sa position d'origine, ce qui ne peut se faire qu'à travers le conteneur. Le manque de lubrification dans le récipient rend cette opération difficile, par conséquent, une fixation spéciale de la rondelle de pression à l'outil de presse et une modification de la conception de la rondelle de pression sont nécessaires, par exemple, pour faciliter le retrait de la rondelle de pression de le manchon du récipient, la rondelle de pression est équipée d'un élément élastique.

L'inconvénient du pressage semi-continu est la faible résistance de soudage des parties du produit de presse obtenu à partir de flans individuels, en raison de divers contaminants qui restent généralement dans le résidu de presse. Il a également été noté que le site de soudage dans le produit de presse, en raison de la nature de l'écoulement du métal, peut être fortement étiré.

Riz. 5.4. Schéma des étapes de pressage semi-continu : un - position de départ: 1 - presse-timbre ; 2 - rondelle de presse; 3 - Vide; 4 - récipient; 5 - matrice; 6 - porte-matrice ; - pièce rasprssssovka; G - extrusion de billettes; ré- chargement de la pièce suivante : 7 - la pièce suivante ; e- extrusion du résidu de presse avec une autre ébauche ; et - extrusion

un autre blanc

Dans le pressage semi-continu d'alliages bien soudés, le résidu de presse est soudé avec le lingot suivant le long de la surface d'extrémité. Dans un produit pressé, cette surface sera incurvée, 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. De la même manière, il est possible de presser des produits à partir de métaux et d'alliages soudables insatisfaisants à l'aide de lubrifiants. Cependant, pour obtenir une ligne d'articulation plane des produits de presse à partir de flans pressés successivement avec leur séparation ultérieure aisée, il est nécessaire d'utiliser des filières 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 de presse à partir d'alliages d'aluminium (Fig. 5.5).

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

• 2 - rondelle de presse; 3 - préparation; 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 assure le pressage avec soudage bout à bout et tension.

Pressage continu

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

Une tige ou un fil conventionnel peut être utilisé comme pièce à usiner, 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 est continu , c'est-à-dire que la technologie de pressage continu est mise en œuvre.

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

La compression inégale globale qui se produit dans la zone de déformation permet d'obtenir des emboutissages élevés même pour les alliages à faible plasticité, et les alliages ductiles peuvent être pressés à température ambiante avec des débits élevés. Par la méthode de conformation il est possible d'obtenir des profilés filaires et de faible section avec un emboutissage élevé (plus de 100). Cela est particulièrement vrai pour le fil, qui est plus rentable à fabriquer par conformation plutôt que par tréfilage. Actuellement, la méthode conforme est utilisée pour presser les 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 du procédé conforme pour obtenir, par exemple, une tige de ligature à partir de granulés d'alliage d'aluminium.

Cependant, le manque d'études détaillées sur la mise en forme des métaux, la prise en compte des forces de frottement aux limites, l'étude des lois de déformation de divers métaux et alliages ont révélé un certain nombre de lacunes qui limitent considérablement les possibilités de cette méthode de pressage continu.

• 1. La taille linéaire maximale de la section transversale de la pièce ne doit pas dépasser 30 mm pour assurer sa flexion lors du déplacement le long de la jauge.
• 2. Il est difficile d'observer le régime de température de pressage, car l'outil est très chaud sous l'action des forces de frottement.
• 3. Le procédé s'accompagne (surtout pour les alliages d'aluminium, le plus souvent utilisés pour cette méthode) d'un collage de métal sur l'outil, d'une extrusion de métal dans l'interstice du calibre avec formation d'un défaut de type "whisker", etc.

Flux de métal pendant le pressage

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

La première étape s'appelle presser blancs. A ce stade, la pièce, introduite dans le récipient avec un espace, est soumise à un refoulement, à la suite de quoi le récipient est rempli de métal compressible, qui pénètre ensuite dans le canal de la matrice. L'effort à ce stade augmente et atteint un 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 régulier. Au fur et à mesure que la billette est extrudée et que la taille de la surface de contact de la billette avec le récipient diminue, la pression de pressage diminue, ce qui s'explique par une diminution de l'amplitude de la composante de force de presse dépensée pour surmonter le frottement sur le récipient. A ce stade, le volume de la pièce peut être conditionnellement divisé en zones dans lesquelles se produisent des déformations plastiques et élastiques. Dans la partie principale de la pièce, le métal est déformé élastiquement et plastiquement, et dans les coins de l'accouplement de la matrice et du récipient et près de la rondelle de pression, une déformation élastique est observée (Fig. 5.8).

Il a été établi 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. À des valeurs élevées de 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 il est totalement absent (pressage inverse), alors la déformation plastique est concentrée dans la partie sertissage de la zone plastique autour de l'axe de la matrice.

Course du vérin de presse

Riz. 5.7. Le schéma de pressage avec un graphique de la répartition de la force de pressage par étapes: I - écrasement de la pièce;

II - flux constant de métal; III - étape finale

Riz. 5.8. Schéma de formation d'un lest de presse lors du pressage: 1 - zone de déformation plastique ; 2 - poids de la presse ; 3 - zone de déformation élastique (zone "morte")

Des zones élastiques relativement petites à proximité de la matrice ont un impact significatif sur le déroulement de l'écoulement du métal et sur la qualité des produits pressés. Une attention particulière doit être portée au volume de métal situé dans les angles entre la matrice et la paroi du récipient, qui ne se déforme qu'élastiquement. 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 semblable à un entonnoir, à travers laquelle le métal de la pièce s'écoule dans la matrice. Dans ce cas, le métal de la zone «morte» lui-même n'expire pas dans le produit de presse. Lors d'un pressage direct, les volumes de métal adjacents à la surface de la pièce, du fait des forces de frottement importantes sur les surfaces de contact, ainsi que des zones métalliques plastiquement indéformables à proximité de la matrice, retardent l'écoulement de la couche périphérique dans le canal de la matrice, elle ne participe donc pas à la formation de la surface du produit. C'est l'un des avantages du pressage direct dans la mesure où la qualité de surface de la pièce a peu d'effet sur la qualité de surface du produit moulé.

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

Afin d'exclure complètement la transition du plongeur de presse dans le produit de presse, le processus de pressage est arrêté jusqu'à ce que l'extrusion de la pièce soit terminée. La partie sous-pressée de la pièce, appelée équilibre de la presse, est enlevé pour les déchets. La longueur du résidu de pressage, selon les conditions de pressage, principalement l'importance du frottement de contact, peut varier de 10 à 30 % du diamètre initial de la pièce. Si, néanmoins, le lest de presse a pénétré dans le produit de presse, cette partie du profil est séparée et jetée.

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

• réduction du frottement sur les surfaces latérales du récipient et de la matrice grâce à l'utilisation de la lubrification et à l'utilisation de récipients et de matrices avec une bonne finition de surface ;
• chauffer le récipient, ce qui réduit le refroidissement des couches périphériques du lingot ;
• pressage chemisé.

Conditions de pressage forcé

Le choix de l'équipement, le calcul de l'outil, l'établissement des coûts énergétiques et d'autres indicateurs sont calculés en fonction de la détermination des conditions de force de pressage. Dans la pratique de la production de presse, ces indicateurs sont déterminés expérimentalement, analytiquement ou par simulation informatique.

Les conditions de force de pressage déterminées dans les conditions de production sont les plus précises, surtout si les essais sont effectués sur des équipements existants, mais cette méthode est laborieuse, coûteuse et souvent pratiquement impossible à mettre en oeuvre pour de nouveaux procédés. La modélisation des procédés de transformation de la fonte en production, et plus souvent en conditions de laboratoire, est associée à un écart par rapport aux conditions réelles, notamment en conditions de température en raison des différences de surfaces spécifiques du modèle et de nature, d'où les imprécisions de cette méthode. La méthode la plus simple et la plus courante, qui permet une évaluation assez précise de la force de pression totale, est la méthode de mesure de la pression du liquide dans le cylindre de travail de la presse en fonction du manomètre. Parmi les méthodes expérimentales permettant 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 tensométriques.

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

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

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

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

où RM- la force nécessaire à la mise en oeuvre de la déformation plastique sans frottement ; T à - la force dépensée pour vaincre les forces de frottement sur la surface latérale du récipient et du mandrin (avec la méthode de pressage inverse, il n'y a pas de mouvement du lingot par rapport au récipient et T à - O); Г m - la force nécessaire pour surmonter les forces de frottement apparaissant sur la surface latérale de la partie en compression de la zone de déformation; T p- la force dépensée pour vaincre les forces de frottement agissant sur la surface de la bande étalon de la matrice.

Pression de pressage et est calculé comme le rapport de l'effort R, au cours de laquelle le pressage a lieu, à la section transversale du récipient R 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 \u003d P 3 M P pX, (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- facteur 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 \u003d 1,15aD (1 + 1,41p? 1). (5.10)

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

Les principaux facteurs influençant 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 de matrice, les dimensions de la pièce, les conditions de frottement, la vitesse de pressage et d'écoulement, la température du récipient et de la matrice.

Pressage de tubes et profilés creux

Pressage de tuyaux

Le pressage produit des tuyaux et autres profilés creux. Pour cela, on utilise un pressage direct et inverse avec une aiguille fixe et mobile, ainsi qu'un pressage à l'aide d'une matrice combinée. Le pressage avec une aiguille fixe est un processus dans lequel, au moment de l'extrusion du métal dans l'espace annulaire qui forme la paroi du tuyau, l'aiguille reste à l'état stationnaire.

Le pressage direct et inverse des tuyaux avec une aiguille fixe ne diffère pas fondamentalement des schémas de pressage des produits solides. Cependant, la présence d'un détail supplémentaire - aiguilles de mandrin pour former le canal intérieur de la conduite, on modifie la nature du flux de métal. Un entraînement spécial est nécessaire pour l'aiguille du mandrin, dont la tâche est de fournir différentes conditions cinématiques en fonction du rapport de la vitesse de déplacement de l'aiguille du mandrin, du piston de presse et du récipient.

Le pressage des tuyaux avec une aiguille fixe nécessite l'utilisation d'ébauches avec des trous centraux préalablement pratiqués, qui servent également de trous de guidage pour l'aiguille. La cavité dans l'ébauche pour l'aiguille du mandrin est réalisée par perçage à la presse, perçage ou moulage. Le schéma de pressage direct des tuyaux est illustré à la fig. 5.9.

Riz. 5.9. Schéma des étapes de pressage direct des tuyaux à aiguille fixe: un- position de départ: je- aiguille-mandrin ; 2 - le haut de l'aiguille du mandrin ; 3 - tampon de presse ; 4 - presse-rondelle ; 5 - vide ; 6 - récipient; 7 - matrice; 8 - porte-matrice ; 6 - chargement de la pièce dans le conteneur ; dans - broyage de pièces; d - étape d'écoulement constant; ré- le début de l'écoulement des zones de déformation difficile et la formation d'un puits de presse; e- rétraction du vérin de presse et du conteneur, séparation des résidus de presse et de la rondelle de presse : 9 - couteau

Le pressage commence par le mouvement du vérin de presse, puis l'aiguille du mandrin passe à travers le trou de la pièce jusqu'à ce que son extrémité repose contre la matrice, après quoi la pièce est pressée avec extrusion ultérieure du métal dans l'espace annulaire formé par le canal de matrice (forme le diamètre extérieur du tuyau) et la surface de l'aiguille (forme le diamètre intérieur du tuyau). Tout comme lors de la pression 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 de résidu de presse, l'aiguille recule, puis le récipient est rétracté et le résidu de presse en est retiré. Lorsque le vérin de presse est rétracté, les ciseaux fixés sur la traverse avant de la presse séparent les résidus de presse. Il convient de noter que lors de l'extrusion du métal, l'aiguille du mandrin est maintenue par le système de perçage dans la matrice dans la même position, ce procédé de pressage est donc appelé pressage de tuyau avec une aiguille du mandrin fixe. Mais les tubes peuvent également être pressés sur des presses à barres sans système de perçage. Dans ce cas, l'aiguille du mandrin est fixée au piston de la presse et pénètre dans la cavité de l'ébauche, puis dans la matrice. Lorsque le vérin se déplace et que le métal est extrudé, l'aiguille du mandrin avance également, et cette méthode est appelée pressage à l'aiguille mobile.

La séquence de pressage inverse des tuyaux avec une aiguille fixe est illustrée à la fig. 5.10. Au premier instant, le mandrin 1 inséré dans la cavité de la pièce 4 jusqu'à ce que son sommet pénètre dans le canal de matrice 5, le lingot est ensuite expulsé et la billette de métal est extrudée dans l'espace annulaire entre le canal de matrice et la surface de l'aiguille. Après avoir atteint la longueur prédéterminée du résidu de presse, l'aiguille est rétractée dans sa position d'origine et le résidu de presse est retiré.

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

• 1. Capacité à utiliser tout type de presse.
• 2. Haute qualité de la surface des tuyaux reçus.
• 3. La 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 frottement.
• 2. Anisotropie des propriétés sur la longueur et la section transversale des tuyaux.
• 3. Usure des surfaces du récipient et de l'aiguille-mandrin.
• 4. Déchets métalliques importants dus aux résidus de presse (10 % ou plus).

Pour presser les tuyaux avec une aiguille fixe, on utilise des presses à profil de tuyau équipées d'un système de perçage, ce qui ne nécessite pas l'utilisation d'une seule billette creuse. Avec pressage direct des tubes après le chargement de la pièce 4 et rondelles de presse 3 dans le récipient 5, la pièce est d'abord pressée. Dans ce cas, l'aiguille 7, située à l'intérieur du coulisseau creux de la presse 3, poussez légèrement vers l'avant et verrouillez l'ouverture de la rondelle de pression 2 (Fig. 5.11, b). Après pressage, la pression est retirée du piston de la presse et le lingot est percé avec une aiguille qui en est extraite. Ensuite, la pression de travail est appliquée au vérin de la presse et la pièce est pressée dans l'espace annulaire entre l'aiguille 1 et matrice 6 (Fig. 5.11, d). En fin de pressage, le paquet de presse (reste de presse avec rondelle de presse) est découpé au couteau 8 (Fig. 5.11, e). Avec cette méthode, il est nécessaire de bien centrer les axes du récipient, du vérin de presse et du mandrin par rapport à l'axe de la matrice afin d'éviter l'excentricité des tuyaux résultants.

Riz. 5.10. Schéma des étapes de pressage inverse des tuyaux à aiguille fixe: un- position de départ: 1 - aiguille-mandrin ; 2 - tampon de presse à obturateur ; 3 -récipient; 4 - préparation; 5 - matrice; 6 - tampon de presse ; 7 - embout buccal; insertion de l'aiguille et pressage de la pièce dans le récipient ; g - pressage de tuyaux; ré - pressage sur une longueur prédéterminée du résidu de presse, rétraction du vérin de verrouillage et de l'aiguille : 9 -couteau; 10- tuyau; e- pousser la matrice hors du récipient ; et - revenir à la position de départ

Les schémas décrits présentent les inconvénients suivants :

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

Riz. 5.11. Schéma des étapes de pressage direct des tuyaux à aiguille fixe: un- position de départ: 1 - aiguille; 2 - tampon de presse ; 3 - rondelle de presse ; 4 - préparation; 5 - conteneur ; 6 - matrice; 7 - porte-matrice; b- introduire la pièce à usiner dans le conteneur ; dans- pièce rasprssssovka; g - firmware de la pièce avec une aiguille: 8 - Liège; ré- presser sur une longueur prédéterminée le résidu de presse ; e- service des résidus de presse

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

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

Pressage de tubes et profilés creux avec soudure

La plupart des inconvénients répertoriés 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 des profils avec non seulement une, mais aussi avec plusieurs cavités de formes diverses, aussi bien symétriques qu'asymétriques. Une fixation plus précise du mandrin par rapport au canal de matrice et sa faible longueur, et donc une rigidité accrue, permettent d'extruder des tubes et profilés creux avec une variation d'épaisseur beaucoup plus faible par rapport au pressage à travers de simples filières.

Les avantages de ce procédé sont les suivants :

• élimine la perte de métal pour obtenir une cavité dans une billette solide ;
• 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 une aiguille courte fixée rigidement ;
• il devient possible d'obtenir des produits de grande longueur par le procédé de pressage semi-continu avec pliage d'un produit de presse en baie ;
• améliore la qualité de la surface intérieure des profilés grâce à l'absence de lubrifiants;
• il devient possible d'appuyer sur plusieurs profils à la fois, avec la configuration la plus diversifiée.

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

Toutes les matrices combinées se composent d'un corps de matrice ou d'un manchon de matrice et d'un séparateur avec une aiguille. La matrice et l'aiguille forment des canaux dont les sections correspondent à la section des produits de presse. Sur la fig. 5.12 montre que sur une pièce solide 4, placé dans un récipient 3, du bélier de la presse 1 par la presse 2 la pression est transférée du cylindre de travail de la presse.

Métal de pièce sous pression 4, traversant le diviseur 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'écoule autour du diviseur et, sous l'influence de températures et de pressions élevées, est soudé dans un tuyau 9, avec des coutures sur toute la longueur. Une telle matrice est également appelée roseau.

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

Riz. 5.12. Schéma de pressage d'un tuyau à travers une matrice combinée monocanal avec un diviseur en saillie: 1 - tampon de presse ; 2 - rondelle 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 presser un tuyau à travers une matrice combinée à un canal avec un diviseur en saillie : 1 - tampon de presse ; 2 - récipient; 3 - rondelle de presse; 4 - matrice; 5 - boîtier matriciel; 6 - insérer; 7 - porte-matrice; 8 - guide; 9 - tuyau

Des matrices combinées de conception différente permettent d'obtenir non seulement des tuyaux, mais également des profils avec une, ainsi qu'avec plusieurs cavités de différentes formes, à la fois symétriques et asymétriques, qui ne peuvent pas être réalisées par pressage dans des matrices simples. Sur la fig. 5.14 montre une matrice combinée à quatre canaux pour presser un profil de forme complexe.

Riz. 5.14. Matrice quadruple combinée (un) et la forme du profil pressé (b)

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

Pressage à travers une filière multicanaux

L'extrusion métallique, qui utilise des matrices avec jusqu'à 20 canaux (Fig. 5.15), et parfois plus, est appelée pressage multicanal. Le passage du pressage monocanal au pressage multicanal en raison d'une augmentation de la section transversale totale des produits pressés simultanément et d'une diminution de l'allongement total pour les mêmes tailles de pièces et des débits de sortie égaux réduit la durée du processus de pressage, réduit la la pression de pressage totale et l'effet thermique de la déformation, et conduit également à une augmentation de la surface totale de la surface de contact dans les canaux matriciels.

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

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

Les caractéristiques du flux de métal lors du pressage multicanal sont que le volume du métal pressé, à l'approche de la matrice, est divisé en flux séparés (en fonction du nombre de canaux), et les débits de sortie de chaque canal de la matrice seront sois différent. Par conséquent, plus les axes des canaux de la matrice sont éloignés du centre de la matrice, plus la longueur des produits de presse résultants sera courte. Un tel pressage se caractérise par un étirage moyen A, cf :

^p = -^r. (5.11)

à

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

Dans le pressage multicanal, lorsque la rondelle de pressage se déplace vers la matrice, les débits de sortie à travers les différents canaux changent continuellement. Pour égaliser les vitesses d'écoulement des différents canaux et obtenir des produits de presse d'une longueur donnée, les canaux sur la matrice sont disposés d'une certaine manière. Les valeurs des vitesses d'écoulement seront proches si les centres des canaux sont situés uniformément sur toute la circonférence avec le centre sur l'axe de la pièce. Si les canaux sont situés sur plusieurs cercles concentriques, alors le centre de chaque canal doit coïncider avec le centre de gravité de cellules égales de la grille appliquée à la surface d'extrémité de la matrice. Les cellules doivent être disposées symétriquement autour de 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 pressage (réglage de l'outil) pour le pressage multicanal est illustré à la fig. 5.16.

Riz. 5.15.

Riz. 5.16. Schéma de réglage de l'outil pour le pressage multicanal sur une presse horizontale : 1 - tampon de presse ; 2 - rondelle de presse ; 3 - préparation; 4 -

5 - matrice; 6 - porte-matrice

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

Matériel de pressage

En tant qu'équipement de pressage, les presses à entraînement hydraulique, qui sont des machines à action statique, sont les plus largement utilisées. Les presses hydrauliques sont de conception simple et peuvent en même temps développer des forces importantes à l'aide d'un fluide à haute pression (émulsion d'eau ou huile minérale). Les principales caractéristiques des presses hydrauliques sont la force nominale Rn, course de travail et vitesse de déplacement de la traverse de pressage, ainsi que les dimensions du récipient. La force nominale de la presse est déterminée comme le produit de la pression du liquide dans le cylindre de travail de la presse et la surface (ou la somme des surfaces) du piston. La vitesse de la course du piston de la presse est facilement régulée en modifiant la quantité de fluide fournie aux cylindres. Les presses à entraînement mécanique par un moteur électrique pour presser le métal sont moins utilisées.

Une installation typique de presse hydraulique 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 cadre 1, servant à fermer les forces développées, le cylindre de travail 2, dans lequel la pression de fluide se développe, le plongeur 3, percevoir cette pression et transmettre cette force à travers l'outil 4 sur la pièce 5. Pour effectuer 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 production de fluide à haute pression et son accumulation. L'entraînement peut être constitué de pompes ou de stations de pompage et de stockage. Les pompes sont utilisées comme entraînement individuel sur des presses de faible et moyenne puissance, fonctionnant à faible vitesse. Pour les presses puissantes ou un groupe de presses, un entraînement pompe-accumulateur est utilisé, qui diffère d'un entraînement de pompe individuel en ce qu'un accumulateur est ajouté au réseau haute pression - un cylindre pour accumuler du liquide haute pression. Au fur et à mesure que les presses fonctionnent, le liquide dans l'accumulateur est périodiquement consommé et s'accumule à nouveau. Un tel entraînement fournit une grande vitesse de déplacement de l'outil et la force nécessaire de la presse.

Selon le but et la conception de la presse, ils sont divisés en profil de barre et profil de tuyau, selon leur emplacement - en vertical et horizontal. Contrairement aux presses à barres, les presses à tubes 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'installation de la presse hydraulique : I - presse ; II - canalisations ; III - 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 d'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 composition de la plupart des installations de presse, en plus de la presse elle-même, comprend des dispositifs de chauffage et de transfert des lingots du four vers la presse, ainsi que des équipements situés du côté sortie du produit de la presse : un réfrigérateur, des mécanismes de redressement , produits de coupe et de bobinage.

La comparaison des presses verticales et horizontales révèle les avantages et les inconvénients de chacun de ces types d'équipements. Ainsi, en raison de la petite course du piston principal, les presses verticales dépassent largement les presses horizontales en termes de nombre de pressages par heure. En raison de la disposition verticale des pièces mobiles, ces presses sont plus faciles à centrer, ont de meilleures conditions pour travailler avec la 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, des 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 tubes de longueur et de diamètre limités de 20 à 60 mm. Pour les presses du premier type, une billette creuse est utilisée, qui est tournée le long du diamètre extérieur pour réduire la variation d'épaisseur de la paroi du tuyau. Pour les presses avec système de perçage, on utilise une ébauche solide dont le firmware est réalisé sur une presse. Un schéma d'une presse verticale sans système de perçage est illustré à la fig. 5.19.

Après chaque pressage, le curseur 12 à l'aide d'un vérin hydraulique, il se déplace vers la droite, le produit est coupé et la matrice avec les résidus de presse roule dans le conteneur le long du curseur coulissant. La course inverse du poussoir principal s'effectue grâce au vérin 14, fixé sur le support. La conception de la presse verticale permet 100 à 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 outils d'automatisation. Sur la fig. 5.19 et 5.20 sont des presses horizontales à barres et à tubes.

Les presses à profil de barre sont de conception plus simple que les presses à profil de tube, principalement parce qu'elles ne comprennent pas de dispositif de perçage. Dans la conception illustrée à la Fig. 5.19 presse inclus conteneur mobile 3, capable de se déplacer grâce aux vérins de déplacement du conteneur 9 dans l'axe de la presse, cylindre principal 6, dans laquelle pénètre un liquide à haute pression, ce qui assure la création d'une force de pression transmise par un piston de presse 10 et une rondelle de pression sur la pièce. A l'aide des vérins de rappel 7 dus au fluide basse pression, la traverse mobile est déplacée 8. Les tuyaux peuvent également être pressés sur de telles presses, mais pour cela, une billette creuse doit être utilisée ou, avec une billette pleine, le pressage doit être effectué à travers une matrice combinée.

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

Riz. 5.18. Vue générale de la presse verticale : 1 - lit; 2 - maître-cylindre ; 3 - piston principal ; 4 - traverse mobile; 5 - tête; 6 - tampon 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 po

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

• 4 - porte-conteneur ; 5 - traversée en appuyant sur; 6 - maître-cylindre ; 7 - cylindre de retour; 8 - barre transversale arrière;
• 9 - cylindre de mouvement de conteneur ; 10 - tampon 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 de la presse à tubes horizontale : 1 - traverse avant; 2 - barre transversale arrière; 3 - Colonne; 4 - nœud matriciel ; 5 - conteneur ; 6 - cylindre; 7 - table de réception ; 8 - porte en coin; 9 - vérin hydraulique; 10 - vu; 11 - les ciseaux; 12 - plaque de base; 13 - maître-cylindre ; 14 - piston principal ; 15 - barre transversale mobile; 16 - tampon de presse ; 17 - jarret; 18 - la tige du système de perçage; 19 - traversée du système de micrologiciel ; 20 - piston; 21 - cylindre

système de micrologiciel ; 22 - aiguille

Dans la conception décrite de la presse, la traverse arrière est solidaire du cylindre principal. 13. Traverse mobile 15 avec cachet de presse 16 relié au col avant du piston principal 14. Tige mobile 18, fixé sur une traverse mobile 19 système de perçage, pénètre dans la cavité du piston principal et sa tige 7 7. Dans le canal de la tige creuse mobile 18 il y a un tuyau à travers lequel 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 le boîtier de la tige 77. À son tour, la traverse est fixée sur le piston 20 cylindre de firmware 21. Traversée perçante 19 et tige 18 lors du perçage, ils se déplacent de manière autonome par rapport au piston principal et, lors de la pression, ils se déplacent de manière synchrone avec celui-ci. nœud de matrice 4 avec 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 avec le porte-filière est retiré de la traverse par un cylindre 6, qui est monté dans le cadre de la table de réception 7. Le produit est coupé des résidus de presse avec une scie 10 ou ciseaux 77. La scie est soulevée ou abaissée au moyen de vérins hydrauliques à huile pour terminer l'opération de coupe.

Le pressage de tuyaux sur une presse à tuyaux comprend les opérations suivantes. La pièce, chauffée dans le four, roule dans les auges sur la table intermédiaire, est enveloppée de lubrifiant et transférée sur le plateau. Devant le lingot, sur le même plateau devant la billette, une rondelle d'extrusion est installée 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 tampon de presse 16 piston du maître-cylindre de ralenti 14 farcir dans un récipient chauffé. Pour arrêter la traverse mobile 75 au moment d'atteindre une hauteur prédéterminée par le résidu de presse devant le conteneur, un limiteur de course est installé. Puis, sous l'action du fluide à haute pression dans le cylindre du système de perçage 21 un coup de travail est effectué et la pièce est cousue avec une aiguille 22. Le pressage du tuyau en extrudant le métal dans l'espace entre le canal de la matrice et l'aiguille est effectué par la pression du vérin de presse 16 à travers la rondelle de pression sur la pièce en raison du fluide à haute pression dans le cylindre principal. A la fin du cycle de pressage, les traverses de perçage et de pressage reviennent en position la plus reculée, le conteneur est rétracté pour permettre 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'ensuivent des opérations d'enlèvement des résidus de presse avec le reste du tuyau et de les séparer à l'aide de ciseaux 77. Puis l'aiguille est extraite 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. Les presses modernes sont typiques de leur mécanisation et automatisation complètes avec contrôle du programme pour les opérations principales et auxiliaires, de l'alimentation de la pièce au four de chauffage, du processus de pressage lui-même et se terminant par l'emballage des produits finis.

Outil de presse

Les pièces principales de l'outil de pressage

L'ensemble des outils installés sur la presse s'appelle réglage de l'outil, dont la conception varie selon le dispositif de la presse et le 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 composés 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 la conception du jeu de matrices, soit par l'insertion d'un mandrin. L'un des principaux types de réglage d'outil est illustré à la Fig. 5.21.

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

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

L'outil des presses hydrauliques est conditionnellement divisé en parties d'une unité mobile et en parties d'une unité fixe. Un ensemble fixe en emboutissage direct comprend un conteneur et un dispositif de fixation des filières, qui ne bougent pas avec le métal embouti lors de l'extrusion des produits.

La composition de l'unité mobile comprend un tampon-presse, une rondelle-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 d'entretien.

Lorsque l'on considère les problèmes de résistance et de durabilité de l'outil, un outil de travail fortement chargé pour le pressage à chaud des métaux peut être divisé en deux groupes.

Riz. 5.21. Schéma de réglage de l'outil pour le pressage direct sur une presse horizontale : 1 - tampon de presse ; 2 - rondelle de presse ; 3 - préparation; 4 - manchon intérieur du conteneur ; 5 - matrice; 6 - porte-matrice

Le premier groupe comprend les pièces qui sont en contact direct avec le métal pendant le processus de pressage : aiguilles, matrices, rondelles de pressage, porte-filières et manchons intérieurs de récipients. Le deuxième groupe comprend les douilles intermédiaires et extérieures des conteneurs, des tampons de presseli, des têtes de porte-matrices ou des cartes matricielles, qui n'entrent pas en contact direct avec le métal pressé.

L'outil du premier groupe fonctionne dans les conditions les plus sévères, soumis à des contraintes élevées (jusqu'à 1 000-1 500 MPa), à des charges alternées cycliques, à une exposition à des températures élevées, accompagnées de fortes surtensions et de changements de température, à une action abrasive intense du métal déformable, etc.

Les caractéristiques de fonctionnement de l'outil appartenant au premier groupe s'expliquent par le fait que le coût de l'outil de ce groupe peut atteindre 70 à 95% de tous les coûts de l'outil de travail d'une presse typique. Ici, les principales conceptions des pièces incluses dans l'outil de pressage sont considérées.

Sert de récepteur du lingot chauffé. Au cours du processus d'extrusion, il prend toute la pression du métal pressé dans des conditions de frottement intense à haute température. S'assurer

chsniya conteneurs de résistance suffisante sont composés de deux à quatre bagues. En termes de dimensions, le conteneur est la plus grande partie de l'ensemble de l'outil de presse, dont la masse peut atteindre 100 tonnes.Une conception typique d'un conteneur à trois couches est illustrée à la fig. 5.22.

1 2

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

Porte-matrice verrouille le côté sortie du récipient et entre en liaison avec celui-ci le long de la surface conique. Dans la partie centrale du support de matrice, il y a un nid pour poser la matrice. Les matrices sont installées soit depuis l'extrémité du porte-matrice, soit depuis son côté intérieur. La surface d'accouplement conique du porte-filière avec le récipient subit de lourdes charges, par conséquent, les porte-filières sont fabriqués en aciers de matrice résistant à la chaleur avec des caractéristiques de résistance élevée.

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

Timbre de presse transfère la force du cylindre principal au métal pressé et perçoit la pleine charge de la pression de pressage. Pour protéger l'extrémité du vérin de presse du contact avec la pièce chauffée, des rondelles de presse remplaçables sont utilisées qui ne sont pas fixées au vérin de presse 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. L'exception est le pressage semi-continu, dans lequel la rondelle de pressage est fixée sur le piston de la presse et, après la fin du cycle, revient à sa position d'origine à travers la cavité du récipient. Sur la base des conditions de fonctionnement, les matrices de presse sont fabriquées à partir d'aciers alliés forgés à haute résistance (38KhNZMFA, 5KhNV, 5KhNM, 27Kh2N2MVF).

Dans la pratique du pressage, des matrices de presse à barres et à tuyaux sont utilisées. Les vérins de presse à section pleine sont utilisés pour presser des profilés pleins, ainsi que des tuyaux sur des presses à profilés à barres avec un mandrin mobile fixé sur le vérin de presse et se déplaçant avec lui. La conception des matrices de presse est illustrée à la fig. 5.23.

A l'extrémité non travaillante du vérin de presse se trouve une tige qui sert à fixer le vérin de presse à la traverse de presse de la presse. Les tampons de presse sont fabriqués à la fois solides et préfabriqués. L'utilisation de matrices préfabriquées permet d'utiliser des pièces forgées de plus petit diamètre pour leur fabrication.

Le but principal des travailleurs rondelle de presse est d'exclure le contact direct entre le coulisseau de la presse et la pièce chauffée. Les rondelles de presse en cours de déformation perçoivent la pleine pression de pressage et sont soumises à des charges de température cycliques, elles sont donc fabriquées à partir de pièces forgées d'aciers pour matrices (5KhNM, 5KhNV, 4Kh4VMFS, ZKh2V8F, etc.).

Riz. 5.23. La presse meurt : un - solide; b- creux

Porte-aiguille est conçu pour fixer l'aiguille et 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 flasher une 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 de presse (pressage avec une aiguille mobile sur une presse à profil barre) ou dans un porte-aiguille (pressage sur une presse à profil tube avec un système de perçage). Lors du pressage de profils creux à partir d'une pièce solide, l'aiguille du mandrin fait partie intégrante de la matrice combinée.

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

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

Une partie d'un outil de pressage qui, lorsqu'elle est pressée, fournit un profil des dimensions requises et la qualité de sa surface est appelée matrice. En règle générale, 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 profil pressé. Le diamètre de la matrice dépend des dimensions du récipient et de la pièce, et l'épaisseur de la matrice est choisie en fonction de considérations de conception et de technologie.

La matrice fonctionne dans des conditions extrêmement sévères de températures élevées et de forces spécifiques avec des opportunités de lubrification et de refroidissement minimales. Cette pièce est considérée comme la plus critique et la plus sujette à l'usure de toutes les pièces incluses dans l'ensemble de l'outil de presse. Selon le nombre de trous, les matrices sont mono et multicanal. Le nombre de trous dans la matrice est déterminé par le type de produit et la productivité requise de la presse. Selon la conception de la matrice, ils sont divisés en deux groupes: le premier est destiné à l'obtention de produits de section pleine ou de profilés creux pressés par la méthode du tuyau à partir d'une billette creuse, et le second est utilisé pour le pressage de profilés creux à partir d'une billette solide et est une combinaison d'une matrice avec un mandrin (matrice combinée). La matrice forme le contour du produit de presse 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, différents types de matrices sont utilisés, dont certains sont illustrés à la Fig. 5.25.

Riz. 5.25. Types de matrice : un- appartement; b - radiale ; dans -équipe nationale:

1 - insérer; 2 - agrafe; g - conique : 3 - cône de travail; 4 - ceinture de taille

La surface de la partie en compression de la zone plastique de la matrice du côté du métal qui y pénètre peut avoir une forme différente. Il a été établi par la pratique que l'angle optimal du cône d'entrée dans le canal de matrice est de 60 à 100°. Avec une augmentation de l'angle du cône, 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 en passant par une bande de calibrage dont la longueur est déterminée par le type de métal pressé. Souvent, pour augmenter la durée de vie, la matrice est rendue amovible et la ceinture est en alliages durs.

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

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

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

Riz. 5.26. Matrices combinées : un- une matrice avec un diviseur en saillie :

1 - support de support ; 2 - peigne séparateur ; 3 - aiguille; 4 - douille matricielle ; 5 - corps; b- matrice préfabriquée : JE- diviseur; 2 - matrice; 3 - Doublure; 4 - porte-matrice ; 5 - agrafe; 6 - anneau de support; 7 broches ; 8 - aiguille diviseuse

Les matrices monocanal, selon la conception, ont différents types de séparateurs (saillants, semi-encastrés, encastrés, plats) et peuvent également être des capsules et des ponts. Une matrice avec un diviseur en saillie (Fig. 5.26, un) a libre accès du métal à la zone de soudage. La section séparatrice d'une telle matrice a la forme d'une ellipse. Lors de la pression à travers une telle matrice, les résidus de presse sont éliminés après chaque cycle en les arrachant de l'entonnoir à matrice ou en appuyant sur la pièce suivante. Cette opération s'effectue par un retrait brusque du 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 outils de pressage sont en constante amélioration, ce qui permet d'augmenter l'efficacité de ce type de formage des métaux.

Fondamentaux de la technologie de pressage

La construction du processus de pressage comprend : la sélection de la méthode de pressage ; calcul des paramètres de la pièce (forme, dimensions et méthode de préparation pour le pressage); justification de la méthode et de la plage de température de chauffage des billettes ; calculs de la vitesse de pressage et de l'expiration, ainsi que de la force de pressage ; sélection d'équipements auxiliaires pour le traitement thermique, le dressage, la conservation, ainsi que la mise en place d'une opération de contrôle qualité des produits de presse.

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 d'alliage, la longueur de livraison du profil sont prises en compte comme données initiales, en coordonnant tous les calculs avec des documents réglementaires tels que les spécifications techniques des profils extrudés, compilées sur la base des normes actuelles de l'état et de l'industrie, ainsi que exigences supplémentaires convenues entre le fournisseur et le consommateur.

Pour sélectionner la méthode de pressage et sa variété, il est nécessaire d'analyser les données initiales et les exigences relatives aux 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 presse, le pressage direct et inverse est le plus souvent utilisé. Pour les profils de grande longueur de livraison et avec une valeur minimale d'hétérogénéité structurelle, il est conseillé d'utiliser la méthode de pressage inverse. Dans tous les autres cas, la méthode directe est utilisée, notamment pour les produits de plus grande section, jusqu'à des dimensions proches des dimensions de la section du manchon du récipient.

La fig. 5.27.

Riz. 5.27.

La pièce à presser peut être coulée ou déformée, et ses paramètres sont déterminés à partir de la somme des masses du produit de presse et des déchets au stade de la presse. Le diamètre de la pièce est calculé en fonction de la section transversale du produit moulé, ce qui est acceptable pour l'alliage d'étirage extrudé en fonction du type de pièce (lingot ou produit semi-fini déformé) et de la force de pressage. Pour les moules qui ne subissent pas de déformation supplémentaire, le rabattement minimal doit être d'au moins 10, et pour les moules qui sont traités ultérieurement, cette valeur peut être réduite à environ 5. Le rabattement maximal est déterminé par la force de presse, la durabilité de l'outil de pressage et la ductilité du métal pressé. Plus la plasticité est élevée, plus l'étirement maximum autorisé est important. Les ébauches pour presser les barres et les tubes ont généralement un rapport longueur/diamètre de 2-3,5 et 1-2,0, respectivement. Cela s'explique par le fait que l'utilisation de pièces longues lors du pressage de tuyaux entraîne une augmentation significative de leur différence d'épaisseur de paroi.

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. Après la coulée, les lingots pour les produits de qualité supérieure 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 de processus.

Le tournage et le pelage des lingots permettent d'éliminer les défauts de surface d'origine fonderie. Cependant, le chauffage ultérieur des lingots conduit à la formation d'une couche de tartre, ce qui réduit la qualité des produits moulés. À 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 la valeur de la couche superficielle scalpée (Fig. 5.28).

12 3 4 5 6 7 8 9

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Riz. 5.28. Schéma de scalpage des lingots : 1 - tampon de presse ; 2 - prisme d'alimentation ; 3 - lingot; 4 - manchon de guidage de sertissage ; 5 - couche scalpée; 6 - matrice de scalpage ; 7 - point d'attache de la matrice de scalpage ; 8 - guide de sortie ; 9 - table à rouleaux de décharge

Le scalpage s'effectue soit sur 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 de manière à ce que le métal dans la zone de déformation soit 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 de nickel à 900-1200 °C et l'acier à 1100-1280 °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 de presse. Le strict respect du régime 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 bien inférieures à celles des alliages de cuivre.

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

Après pressage et traitement thermique, les produits de presse peuvent présenter des déformations en longueur et en section. Pour éliminer la distorsion de la forme des produits de presse, des machines à redresser par étirement, des machines à rouler les tuyaux et des machines à redresser les rouleaux sont utilisées.

Pour donner aux produits de presse un aspect commercial, leur surface est traitée, à la suite de quoi les lubrifiants, le tartre et divers défauts de surface sont éliminés. Une place particulière dans ces opérations, appelées finitions, est donnée à la gravure. Pour un certain nombre de produits de presse, principalement en alliages d'aluminium, une 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 comprend les opérations de dégraissage, de gravure, de lavage, de brillantage, d'anodisation, de séchage et d'application d'un film anodique.

La découpe de produits de presse à longueur et la découpe d'échantillons pour les essais mécaniques sont réalisées de différentes manières. La coupe la plus courante sur les scies circulaires est la coupe des fraises.

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

Questions de contrôle et tâches pour le chapitre 5

• 1. Définissez le 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 procédé de pressage par rapport au laminage de barres et de tubes.
• 4. Énumérez les zones les plus appropriées pour le pressage.
• 5. Quelles formules peuvent être utilisées pour calculer le taux d'allongement lors du pressage ?
• 6. Comment le degré relatif de déformation et le rapport d'allongement sont-ils liés ?
• 7. Comment, connaissant la vitesse de pressage, est-il possible de déterminer la vitesse d'expiration ?
• 8. Énumérez les principales méthodes de pressage.
• 9. Décrire les caractéristiques du pressage direct.
• 10. Quels sont les avantages du pressage inverse par rapport au pressage direct ?
• 11. Qu'est-ce que le pressage semi-continu ?
• 12. Quelle est la caractéristique de conception de la rondelle de presse pour le pressage semi-continu ?
• 13. Décrire le principe du pressage continu selon la méthode de con-

• 14. Quelles sont les étapes du pressage ?
• 15. Décrivez la formation d'un lest de presse pendant le pressage.
• 16. Énumérez les principaux motifs qui déterminent la taille des résidus de presse.
• 17. Quelles méthodes réduisent la taille des résidus de presse lors du pressage ?
• 18. À quoi sert une aiguille à mandrin lors du pressage de tuyaux ?
• 19. Comparaison de l'extrusion de tuyaux par des méthodes directes et inverses.
• 20. Comment est organisé le processus de pressage des tuyaux avec soudure?
• 21. Décrire le réglage de l'outil lors de la compression de tuyaux à travers une matrice combinée à canal unique.
• 22. Quelle est la caractéristique de conception de la matrice combinée ?
• 23. Énumérez les caractéristiques de pressage à travers une matrice multicanal.
• 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'allongement pour le pressage multicanal.
• 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 force de pressage, leurs avantages et leurs inconvénients.
• 29. Nommez et décrivez les méthodes d'analyse pour évaluer la force de pression.
• 30. Quelles sont les composantes de la force totale 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 les vitesses de pressage sont choisies.
• 33. Décrire la conception type d'une installation de presse hydraulique.
• 34. Quels types de presses hydrauliques sont utilisées pour le pressage ?
• 35. Expliquer le principe de fonctionnement des presses hydrauliques à profil de tige et à profil de tuyau.
• 36. Qu'est-ce qui est inclus dans le kit d'outils de pressage ?
• 37. Décrivez le but et la conception du contenant.
• 38. Quels aciers sont utilisés pour la fabrication d'outils de pressage.
• 39. Quels types de matrices sont utilisées pour le pressage ?
• 40. Quelle est la procédure pour développer un processus de pressage ?
• 41. Quelles opérations sont incluses dans le schéma technologique de pressage des produits moulés en aluminium?
• 42. Comment sont édités les communiqués de presse ?
• 43. A quoi sert l'anodisation des produits de presse en aluminium ?

L'appareil est conçu pour produire des ébauches de bagues de meules de meulage et de polissage élevées sur des liants céramiques, bakélites, volcaniques et autres. Il contient un boîtier installé avec possibilité de mouvement vertical avec des guides horizontaux. À l'intérieur du boîtier se trouve un mandrin avec des plaques de moulage. Le mécanisme de mouvement vertical du boîtier 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. Le dispositif permet de réduire la différence de densité des cercles en hauteur. 2 malades.

L'invention concerne l'industrie abrasive, en particulier les dispositifs de production d'ébauches de bagues de meules et de polissage hautement abrasives sur céramique, bakélite, volcanique et autres liants. On connaît un dispositif de moulage unilatéral d'ébauches de meules, comprenant un carter, des plateaux de moulage supérieur et inférieur montés sur un mandrin. L'inconvénient de ce dispositif, conçu pour le pressage unilatéral, sont des capacités technologiques limitées, car lors de la formation de flans d'anneaux d'une hauteur de 50 mm ou plus, il est impossible d'assurer la densité uniforme des flans, et donc, la mécanique uniforme propriétés des cercles finis en hauteur et leur qualité requise. Le dispositif spécifié est installé de manière permanente sur la table d'une presse hydraulique à usage général. Presser des ébauches hautes dans ce cas est impossible, car il est impossible de charger la masse initiale dans l'appareil et de pousser le compact hors de l'appareil (l'espace de travail d'une presse à usage général est petit). On connaît également un dispositif pour le pressage unilatéral d'ébauches de meules abrasives avec prépressage, comprenant un boîtier mobile verticalement, une plaque de moulage supérieure, un mandrin, une plaque de moulage inférieure et un mécanisme de déplacement du boîtier contenant des guides et des éléments élastiques. Le dispositif spécifié pour le pressage unilatéral avec prépressage élimine partiellement la densité inégale des flans résultants et étend les capacités technologiques du processus de pressage. Dans le même temps, au stade de l'achèvement du pressage unilatéral à l'aide de la plaque de moulage supérieure, le sable de moulage est pré-pressé par la plaque de moulage inférieure en raison du mouvement vers le bas de la matrice. Dans ce cas, le dispositif est également installé à demeure sur une table de presse à usage général, ce qui limite ses capacités technologiques. Un inconvénient important du dispositif conçu pour le pressage unilatéral de pièces 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 des plaques de moulage supérieure et inférieure. De plus, cette différence d'efforts dépendra de la hauteur du remplissage du mélange dans le dispositif et de la hauteur du pressage. Cet inconvénient conduit à une différence importante de densité des compacts et à l'hétérogénéité des propriétés mécaniques (résistance et dureté) des meules abrasives obtenues à partir de ceux-ci en hauteur. L'essence technique la plus proche et l'effet obtenu de l'invention proposée est un dispositif de pressage d'ébauches de meules abrasives, comprenant un corps monté sur des guides horizontaux, à l'intérieur duquel se trouve un mandrin avec des plaques de moulage supérieure et inférieure installées dessus, un mécanisme pour le mouvement vertical du corps et des guides horizontaux, une traverse inférieure avec butées pour la plaque de moulage inférieure et montée avec possibilité de mouvement vertical de la traverse supérieure avec un poinçon fixé dessus. Dans ce dispositif, d'abord, le processus de pressage unilatéral est effectué par la plaque de moulage supérieure, puis, après compression des éléments élastiques en déplaçant le corps vers le bas, le mélange abrasif est soumis à un pré-pressage par la plaque de moulage inférieure assiette. Mais le prépressage ne garantit pas l'homogénéité de la densité des pièces en hauteur. Ainsi, le principal inconvénient de l'analogue le plus proche est la densité inégale des pièces en hauteur et, par conséquent, des propriétés mécaniques différentes, principalement la résistance et la dureté des meules abrasives obtenues à partir de celles-ci 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 différence de densité dans cette solution est comprise comme 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. Cette tâche est réalisée par le fait que dans le dispositif de pressage d'ébauches de meules abrasives, contenant un boîtier monté sur des guides horizontaux, à l'intérieur duquel se trouve un mandrin avec des plaques de moulage supérieure et inférieure installées dessus, un mécanisme de déplacement vertical du boîtier et guides horizontaux, une traverse inférieure avec des butées montées dessus pour la plaque de fond et installée avec la possibilité de mouvement vertical de la traverse supérieure avec 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'un des rails est fixé sur la traverse inférieure, le second - sur la traverse supérieure, et l'engrenage est relié aux guides horizontaux. Le fait que le mécanisme de déplacement vertical du corps à guides horizontaux soit réalisé sous la forme d'engrenages à double crémaillère permet de lier le mouvement de la traverse mobile supérieure avec le mouvement vers le bas du corps avec les guides horizontaux. De plus, comme il ressort des lois de la mécanique (cf. Yablonsky A.A., Nikiforova V.M. Cours de mécanique théorique. Partie 1. -M. : Lycée, 1977, p. 234, fig. 310), le poinçon du dispositif, fixé sur la traverse supérieure et les rails fixés sur celle-ci, descendront à une vitesse double de la vitesse des engrenages, et donc de 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 entre le poinçon et le plateau de moulage supérieur, ainsi qu'entre le plateau de moulage inférieur et les butées du plateau de moulage inférieur installé sur le la traverse inférieure, est réglée sur la même distance, assurera le pressage bilatéral du mélange abrasif avec des réductions égales des plaques supérieure et inférieure. Le pressage bilatéral, quant à lui, assurera l'uniformité de la densité de la pièce, l'uniformité de ses propriétés mécaniques et, par conséquent, améliorera la qualité des meules hautement abrasives obtenues. Le dispositif proposé est illustré sur les Fig.1 - 2, où sur la Fig. 1 montre une vue générale du dispositif (vue depuis la position de chargement) en position initiale (côté gauche) et en début de pressage (côté droit), sur la Fig. 2 - vue de l'appareil (vue de face) en début de pressage (côté gauche) et en fin de pressage (côté droit). Le dispositif de pressage d'ébauches de meules abrasives comprend un boîtier 1 avec des meules 2, à l'intérieur duquel est placé un mandrin 3 avec des plaques de moulage supérieure 4 et inférieure 5. Le corps 1 est monté 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 mouvement 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 crémaillères 10 sont fixées sur la traverse inférieure 9 de l'appareil, les lattes 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. Deux butées 14 de la plaque de moulage inférieure 5 sont installées sur la traverse inférieure 9. Le 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, la plaque de moulage supérieure 4 est installée dessus. Après cela, le long des guides horizontaux ( rails) 6, le boîtier 1 est placé dans la zone de travail de l'appareil (Fig. 1 et 2). Allumez le dispositif d'entraînement (Fig. 1 - 2 n'est pas illustré). Dans ce cas, la traverse supérieure 8, ainsi que le poinçon 13 et les lattes 11, commencent à descendre. Dans le même temps, en raison de l'interaction des crémaillères 11 avec les engrenages 12 et les crémaillères 10, les engrenages 12, la plaque de base 7, les guides horizontaux (rails) 6, les roues 2 et le corps 1. Depuis la position initiale (partie gauche de la Fig. 1 ) à l'instant du contact avec la plaque de moulage 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 moulage 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 moulure inférieure 5 et les supports 14, alors à ce moment la plaque 5 va venir en contact avec les supports 14. A partir du moment où le poinçon 13 touche la moulure supérieure plaque 4 et la plaque de moulage inférieure 5 s'arrête 14, le processus de pressage commence. Lors du pressage, le sable de moulage 15 est comprimé de la valeur h par la plaque de moulage supérieure 4 lorsqu'elle descend avec le poinçon 13 (figure 2) et est comprimé de la valeur h par la plaque de moulage inférieure 5 en déplaçant cette valeur h vers le bas le corps 1 en même temps que l'embouti 16. Dans ce cas, le poinçon 13, en même temps que la plaque de moulage 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, sont ramenés à leur position d'origine au moyen des crémaillères 10, 11 et des engrenages 12 en raison du mouvement ascendant de la traverse 8. Ensuite, le long des guides horizontaux 6, le corps 1 sur les roues 2 est amené en position pressant l'extrusion 16. Un dispositif prototype pour presser des pièces de meules abrasives en électrocorindon sur un liant céramique de dimensions 100 x 80 x 32 mm (GOST 2424-83) a été développé. Cet appareil est équipé de mécanismes à deux crémaillères présentant les caractéristiques suivantes : - les rails mobiles ont une longueur de 800 mm avec une longueur de la partie crémaillère de 300 mm, leur section est de 25x25 mm, matériau 40X ; - les rails fixes ont une longueur de 400 mm avec une longueur de la partie rack de 300 mm, leur section est de 25x25 mm, matériau 40X ; - les engrenages ont un diamètre de cercle primitif de 80 mm, le nombre de dents est de 40, le module de dent est de 2 mm, le matériau est de 35X; - des axes d'engrenages en acier 45 d'un diamètre de 25 mm sont soudés à la plaque de base. Les ébauches obtenues sur le dispositif prototype après l'opération de traitement thermique ont été soumises au contrôle des propriétés mécaniques conformément à GOST 25961-83. La dureté des roues a été déterminée par la méthode acoustique à l'aide de l'appareil "Sound 107-01". Les résultats du contrôle ont montré que la dureté est uniforme dans 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 (hauteur de 50 à 300 mm ou plus) sur des liants céramiques, bakélites et volcaniques. Sources d'information 1. Equipements et équipements pour les entreprises des industries des abrasifs et du diamant /V. A. Rybakov, V.V. Avakyan, OS Masevich et autres - L.: Mashinostroenie, p. 154 -155, fig.6.1. 2. Idem, p. 155, figure 6.2. 3. Brevet RU 2095230 C1, B 24 D 18/00, 1997.

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Production

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

Pression avant et arrière

Dans le premier cas, le sens du flux de métal coïncide avec le sens de déplacement de l'outil de déformation, dans le second, il lui est opposé. La force de contre-pression est supérieure à la pression 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 barres d'aluminium de précision accrue et élevée, ainsi que de produits laminés de courte longueur, un pressage inverse est utilisé, dans d'autres cas, un pressage direct est utilisé. L'état de contrainte-déformation du métal pendant le pressage est une compression non uniforme complète, dans laquelle l'aluminium a la ductilité la plus élevée. Par conséquent, cette technologie n'a pratiquement aucune restriction sur les degrés limites de déformation.

déformation à chaud

Dans la technologie du 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 marque d'alliage d'aluminium. Toutes les autres opérations du procédé sont identiques à la pression à froid.

déformation à froid

Pour les alliages d'aluminium très ductiles (par exemple, AD0 ou A00), la déformation s'effectue à froid. Le fil machine en aluminium de section ronde ou carrée est nettoyé des impuretés de surface et des films d'oxyde, richement lubrifié et introduit dans la matrice de pressage. Là, il est récupéré par un vérin de presse, qui le pousse d'abord dans le récipient, puis, avec une augmentation de la force de pression technologique, dans une matrice dont la section correspond à la section de la tige finale. La direction du flux, comme mentionné précédemment, est déterminée par la méthode de pressage. Comme équipement de production, j'utilise des presses hydrauliques spéciales pour le perçage des barres de type horizontal.

Éditer

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

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Pressage - le processus d'obtention de produits en pressant le métal chauffé hors d'une cavité fermée (récipient) à travers le trou de l'outil (matrice). Il existe deux manières de presser : directe et inverse. À direct pressage(fig. 17, un) le métal est extrudé dans le sens de déplacement du poinçon. À inverse pressage(fig. 17, b) le métal se déplace hors du récipient vers le mouvement du poinçon.

La pièce initiale à presser est un lingot ou une barre laminée à chaud. Pour obtenir une surface de haute qualité après pressage, les pièces sont tournées et même polies.

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

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

1 - conteneur ; 2 - poinçon; 3 - vide ; 4 - aiguille; 5 - matrice; 6 - profil

Déformation lors du pressage

Pendant le 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 les alliages pour outils, peuvent être pressés. Même des matériaux fragiles comme 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 presse

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

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

Matériel de pressage

Ce sont des presses hydrauliques à poinçon horizontal ou vertical.

Produits de pressage

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

Riz. 18. Prof pressé
ou

Avantages du pressage

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

La possibilité d'atteindre des degrés 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 gaspillage de métal balance de la presse(10-20%), car tout le métal ne peut pas être extrait du récipient; déformation inégale dans le conteneur; coût élevé et usure élevée des outils ; le besoin d'équipements puissants.

Dessin

Dessin – production de profilés en tirant la pièce à usiner à travers un trou de l'outil qui se rétrécit progressivement – ​​en sur aime.

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

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

Déformation du dessin

P Lors de l'étirage, des contraintes de traction agissent sur la pièce. Le métal ne doit se déformer que dans le canal conique de la matrice; la déformation à l'extérieur de l'outil n'est pas autorisée. La réduction en une seule passe est faible : étirage µ = 1,1÷1,5. Pour obtenir le profil désiré, le fil est tiré à travers plusieurs trous de diamètre décroissant.

Étant donné que la déformation à froid est effectuée, le métal est riveté - durci. Par conséquent, entre les passages à travers les 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'outil est portage, ou mourir, qui est un anneau avec un trou profilé. Ils fabriquent des filières en alliages durs, céramiques, diamants techniques (pour fil très fin, de diamètre inférieur à 0,2 mm). Le frottement entre l'outil et la pièce est réduit par les lubrifiants solides. Les mandrins sont utilisés pour obtenir des profilés creux.

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

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

Matériel de dessin

Exister usines d'étirage diverses conceptions - tambour, crémaillère, chaîne, entraînement hydraulique, etc.

moulins à tambour(Fig. 21) est utilisé pour tirer des fils, des tiges et des tuyaux de petit diamètre, qui peuvent être enroulés en émeutes.

Les broyeurs à tambours pour étirage multiple peuvent comprendre jusqu'à 20 tambours ; entre eux se trouvent des matrices d'étirage et des fours de recuit. La vitesse du fil se situe dans la plage de 6 à 3000 m/min.

Chaîne dessin des pays(fig. 22) sont destinés aux produits de grande section (barres et tubes). 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. Machine à dessiner à chaîne :

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

7 - réducteur; 8 - moteur électrique

Produits de dessin

Par tréfilage, on obtient un fil d'un diamètre de 0,002 à 5 mm, ainsi que des tiges, des profilés façonnés (divers guides, goujons, rouleaux fendus) et des tuyaux (Fig. 23).

Riz. 23. Profils obtenus par dessin

Avantages du dessin

Il s'agit d'une précision dimensionnelle élevée (tolérances ne dépassant pas les centièmes de mm), d'une faible rugosité de surface, de la possibilité d'obtenir des profils à parois minces, d'une productivité élevée et d'une faible quantité de déchets. Le processus est universel (vous pouvez simplement et rapidement remplacer l'outil), il est donc largement utilisé.

Il est également important qu'il soit possible de modifier les propriétés des produits résultants en raison de l'écrouissage et du traitement thermique.

Inconvénients du dessin

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

Forger

À ovkoy appelé obtention de produits par déformation séquentielle d'une pièce chauffée par des coups d'un outil universel - grévistes. La pièce ou le produit fini qui en résulte est appelé forger.

La pièce initiale est constituée de lingots ou de blooms, produits longs d'une section simple. Les préformes sont généralement chauffées dans des fours à chambre.

Déformation de forgeage

La déformation dans le processus de forgeage suit le schéma d'écoulement plastique libre 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 de manière significative la surface des grévistes.

La quantité de déformation exprime forger:

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

Riz. 25. Opérations de forge :

un- broche; b- firmware (obtenir un trou); dans- abattage (séparation en parties)

Outil de forgeage

L'outil est universel (applicable à des pièces forgées de différentes formes) : matrices plates ou découpées et un jeu d'outils de support (mandrins, cales, perçages, etc.).

Matériel de forgeage

Des machines à action dynamique ou à percussion sont utilisées - marteaux et machines à action statique - hydraulique presses.

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

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

Application de forgeage

Le forgeage est le plus souvent utilisé dans la production d'une seule pièce et à petite échelle, en particulier pour les pièces forgées lourdes. A partir de lingots pesant jusqu'à 300 tonnes, les produits ne peuvent être obtenus que par forgeage. Ce sont des arbres d'hydrogénérateurs, des disques de turbine, des vilebrequins de moteurs de bateaux, des rouleaux de laminoirs.

Les avantages de la forge

C'est tout d'abord la versatilité du procédé qui permet d'obtenir une grande variété de produits. Le forgeage ne nécessite pas d'outils complexes. Lors du forgeage, la structure du métal s'améliore : les fibres du forgeage sont disposées favorablement pour supporter la charge en fonctionnement, la structure coulée est écrasée.

Inconvénients du forgeage

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

Pressage

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

Il s'agit d'une méthode moderne pour produire diverses ébauches de profilés: barres 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 en solide complexe et profilés creux avec une surface de section allant jusqu'à 500 cm 2.

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

chauffage de la pièce avec nettoyage ultérieur du tartre ;

· pose de la pièce dans le conteneur ;

Procédé de pressage direct

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

Le pressurage s'effectue sur des presses hydrauliques à piston vertical ou horizontal, d'une capacité allant jusqu'à 10 000 tonnes.

Il existe deux méthodes de pressage : droit et retour(Fig. 11.6.)

Avec le pressage direct, le mouvement du poinçon de presse et l'écoulement du métal à travers le trou de la matrice se produisent dans la même direction. Avec le pressage direct, beaucoup plus de force est nécessaire, car une partie de celle-ci est dépensée pour surmonter le frottement lors du déplacement de la pièce en métal à l'intérieur du conteneur. Le résidu de presse représente 18...20% de la masse 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 barres par méthode directe (a) et inverse (b)

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

Pendant le pressage inverse, la pièce est placée dans un récipient aveugle, et pendant le pressage, elle reste immobile, et la sortie de métal du trou de la matrice, qui est attachée à l'extrémité du poinçon creux, se produit dans la direction opposée à la mouvement du poinçon avec la matrice. Le pressage inverse nécessite moins d'effort, le résidu de pressage est de 5 ... 6%. Cependant, une moindre déformation fait que la barre emboutie conserve des traces de la structure du métal coulé. Le schéma de conception est plus complexe

Le processus de pressage est caractérisé par les principaux paramètres suivants : taux d'allongement, degré de déformation et débit de métal sortant de la pointe de la matrice.

Le rapport d'allongement est défini comme le rapport de la section transversale du récipient à la section transversale de tous les trous de la matrice.

Degré de déformation :

Le débit de métal sortant du point de matrice est proportionnel au rapport d'allongement et est déterminé par la formule :

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

Lors du pressage, le métal est soumis à une compression inégale sur tous les côtés et présente une ductilité très élevée.

Les principaux avantages du processus comprennent:

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

Possibilité d'obtenir pratiquement n'importe quel profil de section ;

obtenir une large gamme de produits sur le même équipement de presse 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 due aux pertes sous forme de résidu de presse ;

l'apparition dans certains cas d'une inégalité notable 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 est de tirer les flans à travers un trou effilé (matrice) dans un outil appelé matrice. La configuration des trous détermine la forme du profil résultant. Le schéma de dessin est illustré à la Fig. 11.7.

Fig.11.7. Schéma de dessin

Par étirage, un fil d'un diamètre de 0,002 ... 4 mm, des tiges et des profilés de section façonnée, des tuyaux à paroi mince, y compris capillaires, sont obtenus. Le dessin est également utilisé pour calibrer la section transversale et améliorer la qualité de surface des pièces. L'étirage est plus souvent effectué à température ambiante, lorsque le durcissement accompagne la déformation plastique, ceci est utilisé pour améliorer les caractéristiques mécaniques du métal, par exemple, la résistance à la traction augmente de 1,5 ... 2 fois.

Le matériau de départ peut être une barre laminée à chaud, des produits longs, du fil, des tuyaux. L'étirage traite des aciers de compositions chimiques diverses, des métaux non ferreux et des alliages, y compris précieux.

Le principal outil de dessin est le dessin de matrices de différents modèles. La filière travaille dans des conditions difficiles : des contraintes élevées se conjuguent à une usure lors du tirage, elles sont donc en 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.

Fig.11.8. Vue générale de la filière

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

Le processus technologique de dessin comprend les opérations suivantes:

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

Décapage des ébauches dans une solution chauffée d'acide sulfurique pour éliminer le tartre, suivi d'un lavage, après avoir éliminé le tartre, une couche de sous-lubrification est appliquée sur la surface par cuivrage, phosphatation, chaulage, le lubrifiant adhère bien à la couche et au coefficient de 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 (coupe des bouts, dressage, mise à longueur, etc.)

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

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

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

Le degré de déformation est déterminé par la formule :

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