Luo populaaritiedettä

Taonta viittaa taontakoneiden käyttöön metalliaihion paineistamiseksi plastisen muodonmuutoksen edistämiseksi, jotta saavutetaan tietty mekaaninen ominaisuus, tietty muoto ja koko taotulle kappaleelle. Se on yksi taonnan kahdesta pääkomponentista (mukaan lukien taonta ja leimaus). Taonnan avulla voidaan poistaa metallin sulamisvirheitä ja optimoida mikrorakenne. Samalla, koska metallin virtaus säilyy täydellisenä, taotun kappaleen mekaaniset ominaisuudet ovat yleensä paremmat kuin saman materiaalin valukappaleen. Asiaankuuluvissa koneissa tärkeiden osien valmistuksessa käytetään enimmäkseen taottuja kappaleita, jotka joutuvat suureen kuormitukseen ja vaativiin käyttöolosuhteisiin, lukuun ottamatta suhteellisen yksinkertaisia ​​muotoja, joissa voidaan käyttää valssattuja levyjä, profiileja tai hitsattuja osia.

1. Muodonmuutoslämpötila

Teräksen uudelleenkiteytymisen alkamislämpötila on noin 727 ℃, mutta yleensä käytetään raja-arvona 800 ℃. Yli 800 ℃:ssa käytetään kuumataontaa. 300–800 ℃:ssa käytetään lämmintaontaa tai puolikuumaa taontaa. Huoneenlämmössä taontaa kutsutaan kylmätaontaksi. Useimmilla teollisuudenaloilla käytetään kuumataontaa, ja lämmintaontaa ja kylmätaontaa käytetään pääasiassa autojen, yleiskoneiden ja muiden osien takomiseen. Lämmintaonta ja kylmätaonta voivat säästää tehokkaasti materiaaleja.

2. Forge-luokka

Kuten edellä mainittiin, taontalämpötilan mukaan taonta voidaan jakaa kuumataontaan, lämpimään taontaan ja kylmätaontaan. Muovausmekanismin mukaan taonta voidaan jakaa vapaaseen taontaan, muottitaontaan, hiontarengastaontaan ja erikoistaontaan.

1) Vapaa taonta

Viittaa työstömenetelmään, jossa käytetään yksinkertaisia ​​yleistyökaluja tai kohdistetaan ulkoista voimaa suoraan taontalaitteen ylemmän ja alemman alasimen väliin aihion muodonmuutoksen aikaansaamiseksi ja taonnan vaaditun geometrian ja sisäisen laadun saavuttamiseksi. Vapaalla taontamenetelmällä valmistettuja taottuja kappaleita kutsutaan vapaiksi takoiksi. Vapaa taonta perustuu pääasiassa taottujen kappaleiden valmistukseen pieninä erinä, käyttäen taontavasaraa, hydraulista puristinta ja muita taontalaitteita aihion muotoiluun ja käsittelyyn sekä laadukkaiden taottujen kappaleiden saamiseksi. Vapaan taonnan perusprosessiin kuuluvat tyssäys, pidentäminen, lävistys, leikkaus, taivutus, kiertäminen, sijoiltaanmeno ja taonta. Vapaa taonta suoritetaan kuumataontatilassa.

2) Muotin taonta

Muottitaonta jaetaan avoimeen muottitaontaan ja suljettuun muottitaontaan. Metalliaihiota puristetaan ja muotoillaan taontakammiossa tiettyyn muotoon taottujen osien aikaansaamiseksi. Muottitaontaa käytetään yleensä pienten ja suurten erien osien valmistukseen. Muottitaonta voidaan jakaa kuumamuottitaontaan, lämpimään muottitaontaan ja kylmämuottitaontaan. Lämmin taonta ja kylmätaonta ovat muottitaonnan tulevaisuuden kehityssuuntia ja edustavat myös taontateknologian tasoa.

Materiaalipisteiden mukaan muottitaonta voidaan jakaa myös mustametallimuottitaontaan, ei-rautametallimuottitaontaan ja jauhetuotteiden muovaukseen. Kuten nimestä voi päätellä, materiaalit ovat rautametalleja, kuten Hiiliteräsl, ei-rautametallit, kuten kupari ja alumiini, sekä jauhemetallurgiset materiaalit.

Ekstruusio tulisi katsoa johtuvan muottitaonta, ja se voidaan jakaa raskasmetallien ekstruusioon ja kevytmetallien ekstruusioon.

Suljettu muottitaonta ja suljettu päätaonta kuuluvat kahteen muottitaontamenetelmään. Koska ei ole liikkuvaa reunaa, materiaalin käyttöaste on korkea. Monimutkaisten takokappaleiden viimeistely voidaan suorittaa yhdessä tai useammassa prosessissa. Koska ei ole liikkuvaa reunaa, takokappaleen jännityspinta-ala pienenee ja tarvittava kuormitus pienenee. On kuitenkin huomattava, että aihiota ei pidä rajoittaa täysin, joten aihion tilavuutta, takokappaleen suhteellista sijaintia ja takokappaleen mittoja on valvottava tarkasti, ja on pyrittävä vähentämään takokappaleen kulumista.

3) Saavuta kehä

Rengasjyrsinnällä tarkoitetaan eri halkaisijaltaan olevien rengasosien tuotantoa erikoislaitteiden rengasjyrsinkoneella, jota käytetään myös pyörän osien, kuten auton pyörien ja junan pyörien, valmistukseen.

4) Erikoistaonta

Erikoistaontamiseen kuuluvat valssitaonta, kiilavalssaus, säteittäistaonta, nestemuottitaonta ja muut taontamenetelmät, jotka soveltuvat paremmin tiettyjen erikoismuotoisten osien valmistukseen. Esimerkiksi valssitaontaa voidaan käyttää tehokkaana esimuovausprosessina, joka vähentää huomattavasti myöhempää muovauspainetta; kiilavalssauksella voidaan tuottaa teräskuulaa ja vetoakselia, ja säteittäistannolla voidaan tuottaa suuria taottuja kappaleita, kuten aseen piippua ja askelakselia.

5) Taontamuotti

Taontamuotin liiketavan mukaan taonta voidaan jakaa heilurivalssaukseen, heiluripyörötaomiseen, valssitaomiseen, kiilavalssaukseen, valssirenkaan taontaan ja vinovalssaukseen. Valssivalssausta, heiluripyörötaomista ja valssirenkaan taontaa voidaan myös käsitellä hienotaontana. Materiaalien käyttöasteen parantamiseksi valssitaontaa ja poikittaisvalssausta voidaan käyttää ohuiden materiaalien ensimmäisenä käsittelyprosessina. Pyörivällä taonnalla, kuten vapaalla taonnallakin, on myös se etu, että taotun kappaleen kokoon verrattuna se voidaan muovata pienellä taontavoimalla. Taontamenetelmä, mukaan lukien vapaa taonta, käsittelee materiaaleja muotin pinnalta vapaalle pinnalle, joten tarkkuuden varmistaminen on vaikeaa. Siksi taontamuotin liikesuuntaa ja pyörivää taontaprosessia ohjataan tietokoneohjauksella, jolloin voidaan käyttää pientä taontavoimaa monimutkaisten muotoisten ja tarkkojen tuotteiden, kuten tuotantolajikkeiden ja suurten höyryturbiinin lapojen taonnan, valmistuksessa.

Taontalaitteiden muotin liike on ristiriidassa vapausasteen kanssa. Kuolleen pisteen muodonmuutosrajoitusominaisuuksien mukaan taontalaitteet voidaan jakaa seuraaviin neljään muotoon:

Rajoittava taontavoiman muoto: öljynpaine ohjaa suoraan liukuöljypuristinta.

Lähes iskunrajoitustila: öljynpuristin käyttää kampiakselin vivustomekanismin öljynpuristinta.

Iskunpituusraja: mekaaninen puristin, joka liikuttaa luistia kampiakselin, kiertokangen ja kiilamekanismin avulla.

Energianrajoitustila: spiraali- ja kitkaprässin ruuvimekanismin käyttö.

Korkean tarkkuuden saavuttamiseksi on vältettävä ylikuormitusta alemmassa kuollussa kohdassa sekä säädettävä nopeutta ja muotin asentoa. Nämä vaikuttavat taontatoleranssiin, muodon tarkkuuteen ja muotin käyttöikään. Lisäksi tarkkuuden ylläpitämiseksi on kiinnitettävä huomiota liukukiskon välyksen säätämiseen, jäykkyyden varmistamiseen, kuollussa kohdassa säätämiseen ja tukisiirtolaitteen käyttöön sekä muihin toimenpiteisiin.

Luisteilla on myös pystysuora ja vaakasuora liike (hoikkien osien taonta, voitelujäähdytys ja osien taonta nopea tuotanto), ja kompensointilaitteen käyttö voi lisätä liikettä muihin suuntiin. Edellä mainitut menetelmät ovat erilaisia, ja vaadittu taontavoima, prosessi, materiaalin käyttöaste, saanto, kokotoleranssi ja voitelujäähdytysmenetelmät ovat erilaisia. Nämä tekijät vaikuttavat myös automaatioasteeseen.

3. Taontamateriaalit

Taontamateriaalit ovat pääasiassa hiiliterästä ja seosterästä eri komponenteista, ja sitten alumiinia, magnesiumia, kuparia, titaania ja niiden seoksia. Materiaalin alkuperäinen tila on tankomateriaali, harkko, metallijauhe ja sula metalli. Metallin poikkileikkauspinta-alan suhdetta ennen muodonmuutosta muodonmuutoksen jälkeiseen poikkileikkauspinta-alaan kutsutaan taontasuhteeksi. Taontasuhteen oikea valinta, kohtuullinen lämmityslämpötila ja eristysaika, kohtuullinen taonta-aloituslämpötila ja lopullinen taontalämpötila sekä kohtuullinen muodonmuutos ja muodonmuutosnopeus parantavat merkittävästi tuotteen laatua ja alentavat kustannuksia.

Yleensä pienet ja keskikokoiset takeet ovat pyöreitä tai neliömäisiä tankoja aihioina. Tangon materiaalin raerakenne ja mekaaniset ominaisuudet ovat tasaiset, hyvät, muoto ja koko tarkka, pinnanlaatu hyvä ja massatuotanto helppo järjestää. Niin kauan kuin lämmityslämpötilaa ja muodonmuutosolosuhteita hallitaan kohtuullisesti, voidaan takoa erinomaisen suorituskyvyn omaavia taoksia ilman suuria muodonmuutoksia.

Harkko vain suurille takeille. Harkko on valettu kudos, jossa on suurempia pylväsmäisiä kiteitä ja löysä keskusta. Siksi on tarpeen rikkoa sylinterimäiset kiteet hienoiksi rakeiksi ja tehdä löysä tiivistys hienon metallirakenteen ja mekaanisten ominaisuuksien saavuttamiseksi.

Puristetut ja poltetut pulverimetallurgian esivalmistetut aihiot voidaan taota kuumassa tilassa ilman etupuolta. Taontajauheen tiheys on lähellä yleisen taontataoksen tiheyttä, sillä on hyvät mekaaniset ominaisuudet ja korkea tarkkuus, mikä voi vähentää myöhempää työstöä. Jauhetaot ovat hyvin organisoituja ilman erottelua ja niitä voidaan käyttää työkappaleiden, kuten pienten hammaspyörien, valmistukseen. Jauheen hinta on kuitenkin paljon korkeampi kuin yleisen tangon hinta, ja sen käyttö tuotannossa on jossain määrin rajoitettua.

Muottikammioon kaadettuun nestemäiseen metalliin kohdistetaan staattinen paine, joka jähmettää, kiteyttää, virtaa, muuttaa muotoaan ja muovautuu paineen alaisena, jolloin saavutetaan haluttu muoto ja suorituskyky. Nestemäisen metallin muottitaonta on muovausmenetelmä muottivalun ja muottitaontamenetelmän välillä. Se soveltuu erityisesti monimutkaisille ohutseinäisille osille, joita on vaikea muovata yleisessä muottitaontamenetelmässä.

Taontamateriaaleja käytetään tavallisten materiaalien lisäksi erilaisten hiiliteräksen ja seosteräksen komponenttien lisäksi, ja niitä seuraavat alumiini, magnesium, kupari, titaani ja sen seokset, rautapohjaiset korkean lämpötilan seokset, nikkelipohjaiset korkean lämpötilan seokset ja kobolttipohjaiset korkean lämpötilan seokset. Näitä seoksia voidaan takoa tai valssata. Näiden seosten muovausalue on suhteellisen kapea, joten taontavaikeus on suhteellisen suuri. Erilaisilla materiaaleilla on tiukat vaatimukset lämmityslämpötilalle, taontalämpötilalle ja lopulliselle taontalämpötilalle.

4. Prosessin kulku

Eri taontamenetelmillä on erilaisia ​​prosesseja, joista kuumamuokkauksen teknologinen prosessi on pisin. Yleinen järjestys on: taonta-aihion syöttö; taonta-aihion lämmitys; valssitaontamisen valmistelu; muottitaonta; leikkuuterän taonta; lävistys; korjaus; välitarkastus, jossa tarkistetaan taottujen kappaleiden koko ja pintavirheet; taottujen kappaleiden lämpökäsittely taontajännityksen poistamiseksi ja metallin leikkauskyvyn parantamiseksi; puhdistus, pääasiassa pinnan hapettuneen kerroksen poistamiseksi; korjaus; tarkastus. Yleisille taotuille tehdään ulkonäkö- ja kovuustarkastus, ja tärkeille taotuille tehdään kemiallisen koostumuksen analyysi, mekaaniset ominaisuudet, jäännösjännitys ja rikkomaton testaus.

5. Taottujen tuotteiden ominaisuudet

Valukappaleisiin verrattuna metallien rakenne ja mekaaniset ominaisuudet voivat parantua. Taontamenetelmän lämpökäsittelyn jälkeinen valukudoksen muodonmuutos metallin muodonmuutoksen ja uudelleenkiteytymisen vuoksi muuttaa alkuperäisen paksun dendriitin ja pylväsmäisen jyvän hienoksi, kooltaan tasaiseksi aksiaaliseksi uudelleenkiteytymisrakenteeksi. Tämä poistaa alkuperäisen erottumisen, irtoamisen, huokoset ja kuonan tiivistymisen ja hitsauksen aikana. Tämä parantaa metallin plastisuutta ja mekaanisia ominaisuuksia.
Valukappaleiden mekaaniset ominaisuudet ovat heikommat kuin samasta materiaalista valmistettujen taekappaleiden. Lisäksi taontaprosessilla voidaan varmistaa metallikuitujen organisaation jatkuvuus, jolloin taekappaleen kuitujen organisaatio ja taekappaleen muoto sekä metallin virtaus ovat täydelliset, mikä varmistaa osien hyvät mekaaniset ominaisuudet ja pitkän käyttöiän. Tarkkuusmuovauksella, kylmäpursotuksella, lämpötilapursotuksella ja muilla prosesseilla valmistetut takeet ovat vertaansa vailla valukappaleisiin.
Taonta on kappale, jossa metalliin kohdistetaan painetta halutun muodon luomiseksi tai sopivan puristusvoiman aikaansaamiseksi. Tämä voima saavutetaan yleensä vasaralla tai paineella. Taontaprosessissa rakennetaan hienojakoinen hiukkasrakenne ja parannetaan metallin fysikaalisia ominaisuuksia. Osien todellisessa käytössä oikea suunnittelu saa hiukkaset virtaamaan pääpaineen suuntaan. Valu on metallinmuovauskappale, joka saadaan aikaan erilaisilla valumenetelmillä, nimittäin sulattamalla nestemäistä metallia kaatamalla, puristamalla, imulla tai muilla valumenetelmillä valmistettuun valukappaleeseen, jäähdyttämällä hionnan jälkeen, puhdistamalla ja jälkikäsittelemällä kappale, jolla on tietty muoto, koko ja ominaisuudet.