Обработка металлов давлением – это технологический процесс, при котором изменяется форма заготовки без нарушения её сплошности за счет использования пластических свойств металлов. Обработка металлов давлением является исключительно важным технологическим процессом в металлообрабатывающем производстве, при котором обеспечивается возможность влияния на механические и физические свойства металлов в целях получения наилучших эксплутационных характеристик заготовок и деталей.
Основными видами обработки металлов давлением являются: ковка, объемная штамповка (горячая, холодная), листовая штамповка, прокатка, прессование, волочение.
Ковкой называют вид обработки металла давлением, при котором исходной нагретой заготовке придают необходимую форму с помощью универсального инструмента, не ограничивающего течение металла в плоскости, перпендикулярной действию силы. Ковкой достигают две основные цели: придают заготовке форму, приближающуюся к форме готового изделия; улучшают механические свойства материала заготовки, вследствие чего повышается качество полученного изделия. Ковку подразделяют на ручную и машинную. При ручной ковке используют кувалды и наковальни с набором инструмента. Машинную ковку ведут на молотах. Ковка является одним из наиболее экономичных способов получения высококачественных заготовок в единичном производстве и единственно возможным способом получения заготовок в единичном производстве заготовок большой массы.
Следующим видом обработки металлов давлением, является горячая объемная штамповка. Суть этого процесса состоит в формоизменении заготовки в штампах под действием внешних сил. Штамп – это специальный инструмент с полостью, которая называется ручьем. В полость нижней части штампа устанавливают нагретую заготовку, которая деформируется при движении верхней части штампа вниз. Течение металла заготовки в ручье штампа встречает сопротивление стенок ручья и сил трения, и металл заполняет объем ручья. Штампованную заготовку называют поковкой. Поковка представляет собой копию ручья штампа.
Самым ресурсосберегающим видом обработки металла давлением, является холодная объемная штамповка. Это – технологический процесс схожий, по сути, с горячей штамповкой, но в отличие от горячей штамповки перед формоизменением заготовка имеет комнатную температуру. Большое внимание к процессам холодной объемной штамповки объясняется тем, что эти процессы, по сравнению с литьем, обработкой резанием и горячей штамповкой значительно более производительны, обеспечивают изготовление деталей, почти не требующих дополнительной доделки, и позволяют сокращать расход металла на 30 – 70%. Значительно снижается трудоемкость и станкоемкость. При одинаковом уровне автоматизации процессов производительность при холодной объемной штамповке больше по сравнению с обработкой резанием в мелкосерийном и серийном производстве в 2-5 раз, крупносерийном и массовом производстве – в 5-10 раз и в отдельных случаях (крепежные детали сложной формы и т.д.) – до 50-80 раз. Обрабатываемые детали получаются очень точными (4–3–2 классы точности), с высокой чистотой поверхности (8–10 класс чистоты).
Листовая штамповка, или штамповка листового материала, является широко распространенной и весьма прогрессивной разновидностью технологии обработки металла давлением. Используя в качестве исходной заготовки листовой материал (полосу, ленту, лист), листовой штамповкой можно изготовлять большую номенклатуру самых разнообразных плоских и пространственных деталей. К числу достоинств листовой штамповки можно отнести следующие: высокую точность штампуемых деталей, обеспечивающую их взаимозаменяемость; хорошее качество поверхности отштампованных деталей, что наряду с их точностью позволяет полностью исключить или свести к минимуму обработку резанием; приспособляемость к масштабам производства; возможность получения различных и оптимальных механических свойств в разных участках деталей, получаемых штамповкой.
Результатом прессования являются изделия в виде прутков. Данные изделия могут иметь различную форму, быть полыми или сплошными, а также иметь различные диаметры внутренних отверстий.
Обработка металлов давлением прокаткой позволяет получить различные виды заготовок в виде листов, труб, сортового проката, а также изделий других форм и размеров. В основе данного процесса металлообработки давлением лежит обжатие заготовок изделия между двумя вращающимися валками. Прокатка в свою очередь подразделяется в зависимости от характера процесса и формы валков на гладкую и фасонную, а также горячую и холодную.
Обработкой металлов давлением подвергают черные стали (конструкционные стали: сталь 08, 10, 20 и т.п.) и цветные сплавы (медные, алюминиевые, титановые).
