Волочіння металів: характеристика, область застосування, способи проведення робіт та процеси обробки

Інструмент, деформуючий метал при волочінні, називається волоком. Сама процедура обробки використовується вже досить давно. Застосовується вона в тому випадку, коли необхідно зменшити поперечні параметри заготовки, а також її діаметр.

Заготовки для волочіння

Найчастіше волочіння застосовується для того, щоб виготовити різноманітні металеві заготовки. Це можуть бути профілі з великим або середнім перерізом, а також різної форми. Використовувати таку процедуру рекомендується лише в тому випадку, якщо ширина і товщина початкової заготовки мають співвідношення не більше 20. Крім цього, волочіння металів також використовується і в тій ситуації, коли необхідно, щоб поверхня металу була гладкою і чистою. Найчастіше такі металеві вироби, як профілі з великим або середнім перерізом, можуть бути витягнуті максимум до 6 метрів. Волочіння металу актуально для виробів з малим перетином і довгою довжиною заготовки, співвідношення між якими становить не більше 12. Під такими виробами зазвичай розуміють дроту з міді, сталі, алюмінію. Застосування такої операції, як волочіння, дає можливість виготовляти дріт з діаметром до 8 міліметрів. Тут важливо додати, що якщо мова йде про обробку дроту, то після операції волочіння обов'язково проводиться додаткова обробка. Це може бути додаткове розтягнення на спеціальних пристосуваннях або занурення в спеціальні склади.


Третій і останній варіант заготовок - це труби з будь-якою формою та перерізом. Волочіння металів особливо ефективно в тому випадку, якщо потрібно виготовити порожнисті конструкції. Справа в тому, що цей метод дозволяє випускати тонкостінні по діаметру (03-04 мм) трубні вироби.

Суть процесу

Суть даного методу полягає в наступному. Металеві заготовки у вигляді смуг або ж сталь смугового типу з однаковим перерізом подають на верстат волочильного типу. Обладнання має певний канал, після проходження якого, виріб набуває потрібну геометричну форму і розмір. Канали або досить близькі по діаметру, або точно такі ж по діаметру, як заготовки. Тут важливо зазначити, що під час обробки металів волочінням, виріб не звужується відразу до потрібних параметрів. Протягом усього каналу від його входу до виходу діаметр поступово зменшується і тільки на самому виході він дорівнює тому показником, який потрібно отримати в результаті. Тут важливо відзначити, що поперечний переріз матеріалу, який піддається протягування, завжди буде більше, ніж поперечний переріз каналу самого обладнання. Саме за рахунок цієї різниці і здійснюється ефективна зміна параметрів.

Виконання процедури

Тут потрібно звернути увагу на декілька нюансів. Для початку важливо знати, що обробка металів тиском (волочінням) здійснюється на спеціальній установці, яка називається волочильним табором. Перш ніж приступити до процедури протягування, необхідно загострити торець заготовки. Процедура повинна виконуватися таким чином, щоб виріб без яких-небудь проблем могло проникати в канал верстата і при цьому виходити на невелику відстань в тому місці, де воно закінчується. Кінець, який "визирає", фіксується приладом, що входять до складу волочильного стану. Після цього і починається сам процес.

Види операції волочіння

Пресування і волочіння металів, як і будь-яка інша операція, мають кілька видів виконання:

Чистове і чорнове протягування заготовки. Природно, що якщо виконується чистова протяжка, то вона ж і стане фінальною. Це означає, що на виході виріб буде мати необхідні параметри, перетин і так далі. Чорнове протягування ще називають заготівельним.

Волочіння може бути многониточным і однонитковим. Тут все досить просто і зрозуміло, при першому способі можна протягувати відразу декілька заготовок, а точніше, до восьми за один раз. Єдине, на що варто звернути увагу, так це на те, що кількість ниток завжди повинна бути парною, тобто, 842.

Є процес волочіння металу, який називається мокрим. У такому разі необхідно застосовувати мильну емульсію. Може бути також і суха обробка. У такому разі застосовується ємність з розчином емульсії.

Сама процедура може бути багаторазовою або одноразовою. Іншими словами, тут враховується кількість протягиваний, яка пройшла одна і та ж заготівля на стані.

Додаткові способи

Окремими варіантами виступають гаряче і холодне протягування. Відмінність полягає в тому, що ці дві процедури можуть здійснюватися на стані, у якого є волоки, поздовжньо обертаються по відношенню до своєї осі, а також на нерухомому варіанті обладнання.

Безоправочный метод обробки

Існує досить багато способів волочіння металів і сплавів, а тому кожен стоїть розглянути коротко. Може застосовуватися такий метод, як безоправочное протягування. Даний метод передбачає роботу з заготовками з таких матеріалів, як кольорові сплави і метали, а також різні трубні заготовки. Найчастіше цей метод виконується при наявності двох волоків. Один застосовується для того, щоб здійснити обтиснення по перетину, а другий - для центрування. Недоліком є те, що поверхня при такій процедурі сильно втрачає в якості, а тому метод використовується лише для зменшення діаметра труб.

Інші способи протягування

При виконанні операції потрібно знати, які величини характеризують деформацію металу при волочінні. В якості таких параметрів виступають обтиснення по товщині заготовки, а також її подовження, по відношенню до початкового розміру.
Досягти кращої якості, ніж при попередньому методі обробки можна, якщо використовувати інші варіанти:

Бухтові. Дана процедура вважається досить оптимальною, якщо необхідно обробити трубні заготовки з таких матеріалів, як мідь, латунь, алюміній. Мається на увазі протяжка смотанной в бухту заготовки. При використанні методу можна отримати тонкостінні трубки з товщиною від 02 до 3 міліметрів і перетином від 1 до 70 міліметрів. Оліфа, водна емульсія, рослинні або мінеральні масла - це обов'язкові склади, без яких не можна проводити таку операцію.

Проведення операції на оправці, яка може бути деформируемая, зафіксована.

Один з поширених методів називається стрежневым. Суть полягає в тому, що всередину заготівлі вставляється стержень, виконаний з міцної марки сталі. Операція протягування виконується разом з цим стрижнем, який видаляється після того, як вся заготівля пройшла через волок. Найчастіше виготовляються капілярні трубки, перетин яких не більше 1 мм.

Можливий також варіант протяжки труб на барабанах, що належать до трубоволочильной групі, а також на траковых станах, які забезпечені ланцюгами. Вибір способу ґрунтується не тільки на тому, яке обладнання є в наявності, а також і на властивостях і вигляді металу, з якого зроблена оброблювана заготовка.

Спеціальні стани для протяжки

Може проходити обробка металу волочінням в кілька проходів. Картинка буде представлена для наочного прикладу. Що стосується заготівель, то вони, найчастіше, з кольорового металу та сталі. Початковий переріз може бути дорівнює 001 мм Обладнання відрізняється типом волока, який на ньому встановлено. Припустимо, стани з алмазними волоками застосовуються тільки для найбільш тонких виробів. Твердосплавний волок використовується для середніх і товстих заготовок. Сталеве обладнання застосовується тільки для роботи з самими великими виробами. Сам по собі пристрій станів також може досить сильно відрізнятися. Деякі з них можуть розвивати швидкість обробки до 50 метрів в секунду. Інші можуть бути забезпечені більш ніж двома десятками волоків відразу. Певні конструкції дозволяють працювати як з ковзанням, так і без нього. Барабани для бухтовой обробки можуть бути горизонтальними або вертикальними, може бути електричний привід індивідуального типу або ж групового типу.

Варіанти протяжки дроту

Насправді існує кілька варіантів виконання навіть такої простої операції, як протягання дроту.

Є варіант, при якому захоплення дроту не потрібен. Заготівля рухається вперед за рахунок зусилля, прикладеного із зворотного боку. Називається метод беззабивочным.

Є спосіб, який отримав назву гідродинамічного. У даному випадку мається на увазі використання обладнання комбінованого типу. До складу такої техніки входить насадное кільце, напірна, а також робоча волока. Стан приводиться в дію від роботи насосів з високим тиском. Проблема полягає в тому, що установка, а також використання даного стану, в плані вартості занадто дороги. З цих причин він використовується тільки в тому випадку, якщо застосування інших варіантів, більш простих, неможливо.

Що можна виготовити на стані

На станах волочильного типу можна без проблем виготовляти прути квадратної, круглої або шестигранної форми. При цьому вони будуть холоднодеформованого типу. Тут важливо зазначити, що навіть незначні зміни в технологічному процесі протікання процедури дозволяють виготовляти різні заготовки. Великі вироби - з перетином більше 3 см, дрібні прутки з перерізом не менше 25 див. найбільш стандартна схема обробки виглядає таким чином: виріб в бухті поміщається на стан, а далі виконується процедура волочіння. При стандартній обробці це завжди одноразове волочіння. Після цього конструкція відправляється на автоматичну лінію, де зазвичай і проходить фінальну стадію обробки.

Особливі види протяжки

Так як на сьогоднішній день технології розвинулися досить сильно, то іноді волочіння може бути виконано за однією з двох інноваційних технологій. Перша називається электропластической. Метод заснований на принципі того, що якщо під час протяжки пропустити через заготовку електричний струм, то зусилля, необхідні для волочіння, значно знижуються. Використовується цей інноваційний метод найчастіше при обробці сплавів, які самі по собі досить погано піддаються будь-якої деформації. Ультразвуковий метод використовується зокрема для тих конструкцій, які спочатку за своїми характеристиками схильні до таких недоліків, як деформаційне старіння, а також зниження пластичних властивостей при нагріванні.