Kurti populiarųjį mokslą

Kalimas Kalimo staklių naudojimas metalo ruošiniams slėgti, siekiant skatinti plastinę deformaciją, siekiant gauti tam tikras mechanines savybes, specifinę formą ir dydį. Tai yra vienas iš dviejų pagrindinių kalimo komponentų (įskaitant kalimą ir štampavimą). Kalimo būdu galima pašalinti defektus, tokius kaip metalo lydymas, ir optimizuoti mikrostruktūrą. Tuo pačiu metu, kadangi išlaikoma visa metalo srauto linija, kalimo mechaninės savybės paprastai yra geresnės nei tos pačios medžiagos liejinių. Atitinkamose mašinose svarbioms dalims, kurioms tenka didelė apkrova ir griežtos darbo sąlygos, daugiausia naudojami kaltiniai gaminiai, išskyrus gana paprastas formas, kurioms gali būti naudojamos valcuotos plokštės, profiliai arba suvirinimo dalys.

1. Deformacijos temperatūra

Pradinė plieno rekristalizacijos temperatūra yra apie 727 ℃, tačiau paprastai skiriamoji linija yra 800 ℃, o aukštesnė nei 800 ℃ temperatūra vadinama karštuoju kalimu; 300–800 ℃ temperatūra vadinama šiltu kalimu arba pusiau karštu kalimu, o kalimas kambario temperatūroje vadinamas šaltuoju kalimu. Daugumoje pramonės šakų naudojami karštieji kalimai, o šiltasis ir šaltasis kalimas daugiausia naudojami automobilių, bendrosios technikos ir kitų dalių kalimui. Šiltasis ir šaltasis kalimas gali efektyviai taupyti medžiagas.

2. Kalvės kategorija

Kaip minėta pirmiau, pagal kalimo temperatūrą kalimas gali būti skirstomas į karštąjį kalimą, šiltą kalimą ir šaltąjį kalimą. Pagal formavimo mechanizmą kalimas gali būti skirstomas į laisvąjį kalimą, štampinį kalimą, šlifavimo kalimą ir specialųjį kalimą.

1) Laisvas kalimas

Reiškia apdorojimo metodą, kai naudojami paprasti universalūs įrankiai arba tiesiogiai veikiama išorinė jėga tarp kalimo įrangos viršutinio ir apatinio priekalo, siekiant deformuoti ruošinį ir gauti reikiamą geometriją bei vidinę kaltinių kokybę. Laisvojo kalimo būdu pagaminti kaltiniai vadinami laisvaisiais kaltiniais. Laisvasis kalimas daugiausia grindžiamas kaltinių gamyba mažomis partijomis, naudojant kalimo plaktuką, hidraulinį presą ir kitą kalimo įrangą ruošiniui formuoti ir apdoroti, siekiant gauti kokybiškus kaltinius. Pagrindinis laisvojo kalimo procesas apima išgriebimą, pailginimą, perforavimą, pjovimą, lenkimą, sukimą, išnirimą ir kalimą. Laisvasis kalimas atliekamas karštojo kalimo būdu.

2) Liejimo kalimas

Forminis kalimas skirstomas į atvirąjį ir uždarąjį kalimą. Kalimo presformoje metalinis ruošinys suspaudžiamas ir deformuojamas tam tikra forma, kad būtų gautos kalimo detalės. Forminis kalimas paprastai naudojamas mažų ir didelių partijų detalėms gaminti. Forminį kalimą galima suskirstyti į karštąjį, šiltąjį ir šaltąjį kalimą. Šiltas ir šaltasis kalimas yra būsimos kalimo presformos plėtros kryptys ir taip pat atspindi kalimo technologijos lygį.

Pagal medžiagą, štampavimo kalimą taip pat galima suskirstyti į juodojo metalo štampavimo kalimą, spalvotųjų metalų štampavimo kalimą ir miltelių gaminių formavimą. Kaip rodo pavadinimas, medžiagos yra juodieji metalai, tokie kaip Anglies plienasl, spalvotieji metalai, tokie kaip varis ir aliuminis, ir miltelinės metalurgijos medžiagos.

Ekstruzija turėtų būti priskiriama kalimui štampavimo būdu ir gali būti suskirstyta į sunkiųjų metalų ekstruziją ir lengvųjų metalų ekstruziją.

Uždarojo tipo kalimas ir uždarojo tipo kalimas priklauso dviem pažangiems kalimo procesams. Kadangi nėra judančių briaunų, medžiagos panaudojimo lygis yra didelis. Sudėtingų kaltinių apdailą galima atlikti vienu arba keliais procesais. Kadangi nėra judančių briaunų, sumažėja kalinio įtempimo plotas ir reikalinga apkrova. Tačiau reikia atkreipti dėmesį, kad ruošinio dydis neturėtų būti visiškai apribotas, todėl ruošinio tūris turėtų būti griežtai kontroliuojamas, kalimo matricos santykinė padėtis ir kalinio matmenys, taip pat stengiamasi sumažinti kalimo matricos nusidėvėjimą.

3) Pasiekite ringą

Žiedinis frezavimas reiškia skirtingo skersmens žiedinių dalių gamybą naudojant specialią įrangą – žiedinį frezavimo staklę, kuri taip pat naudojama ratų dalims, tokioms kaip automobilių ratai ir traukinių ratai, gaminti.

4) Specialus kalimas

Specialusis kalimas apima valcavimo kalimą, pleištinį skersinį valcavimą, radialinį kalimą, skystojo štampavimo kalimą ir kitus kalimo metodus, kurie labiau tinka kai kurių specialios formos detalių gamybai. Pavyzdžiui, valcavimo kalimas gali būti naudojamas kaip efektyvus išankstinio formavimo procesas, siekiant gerokai sumažinti vėlesnį formavimo slėgį; pleištiniu skersiniu valcavimu galima pagaminti plieninius rutulius, varančiuosius velenus, o radialiniu kalimu galima pagaminti didelius kaltinius, tokius kaip pistoleto vamzdis ir laiptelio velenas.

5) Kalimo forma

Pagal kalimo formos judėjimo būdą kalimas gali būti skirstomas į svyruoklinį valcavimą, svyruoklinį sukamąjį kalimą, valcavimo kalimą, pleištinį skersinį valcavimą, valcavimo žiedinį kalimą ir pasvirusį valcavimą. Valcavimo, svyruoklinis sukamasis kalimas ir valcavimo žiedinis kalimas taip pat gali būti apdorojami smulkiuoju kalimu. Siekiant pagerinti medžiagų panaudojimo koeficientą, valcavimo kalimas ir skersinis valcavimas gali būti naudojami kaip pirmasis plonų medžiagų apdorojimo procesas. Sukamasis kalimas, kaip ir laisvasis kalimas, taip pat turi pranašumą, kad, palyginti su kalinio dydžiu, jį galima suformuoti naudojant mažą kalimo jėgą. Kalimo būdas, įskaitant laisvąjį kalimą, apdoroja medžiagas nuo formos paviršiaus iki laisvojo paviršiaus, todėl sunku užtikrinti tikslumą, todėl kalimo formos judėjimo kryptis ir sukamojo kalimo procesas valdomas kompiuteriu, todėl sudėtingos formos, didelio tikslumo gaminiams, pavyzdžiui, gamybos įvairovei, dideliems garo turbinų menčių kaltiniams, gali būti naudojama maža kalimo jėga.

Kalimo įrangos formos judėjimas neatitinka laisvės laipsnio. Pagal mirties taško deformacijos ribojimo charakteristikas kalimo įrangą galima suskirstyti į šias keturias formas:

Ribojamoji kalimo jėgos forma: alyvos slėgis tiesiogiai varo slydimo alyvos presą.

Kvazi-eigos ribojimo režimas: alyvos presas varo alkūninio veleno mechanizmo alyvos presą.

Eigos riba: mechaninis presas, varantis slankiklį alkūniniu strypu ir pleišto mechanizmu.

Energijos ribojimo režimas: naudojant spiralinio ir trinties preso sraigtinį mechanizmą.

Norint pasiekti didelį tikslumą, reikia atkreipti dėmesį į perkrovos išvengimą apatiniame mirties taške ir kontroliuoti greitį bei kalimo formos padėtį. Tai turės įtakos kalimo tolerancijai, formos tikslumui ir kalimo formos tarnavimo laikui. Be to, norint išlaikyti tikslumą, reikia atkreipti dėmesį į slankiklio kreipiamosios bėgio prošvaisos reguliavimą, standumo užtikrinimą, mirties taško reguliavimą ir subsidijų perdavimo įtaiso naudojimą bei kitas priemones.

Taip pat yra vertikalus ir horizontalus slankiklių judėjimas (lieknų detalių kalimui, tepimui ir aušinimui bei greitam detalių kalimo gamybai), naudojant kompensavimo įtaisą galima padidinti judėjimą kitomis kryptimis. Aukščiau minėti metodai skiriasi, reikalinga kalimo jėga, procesas, medžiagų panaudojimas, išeiga, dydžio tolerancija ir tepimo ir aušinimo metodai taip pat turi įtakos automatizavimo lygiui.

3. Kalvės medžiagos

Kalimo medžiagos daugiausia yra įvairių komponentų anglinis plienas ir legiruotas plienas, po to seka aliuminis, magnis, varis, titanas ir jų lydiniai. Pradinė medžiagos būsena yra strypas, luitas, metalo milteliai ir skystas metalas. Metalo skerspjūvio ploto prieš deformaciją ir skerspjūvio ploto po deformacijos santykis vadinamas kalimo santykiu. Teisingas kalimo santykio pasirinkimas, tinkama kaitinimo temperatūra ir izoliacijos laikas, tinkama pradinė kalimo temperatūra ir galutinė kalimo temperatūra, tinkamas deformavimas ir deformacijos greitis turi didelę įtaką gaminio kokybės gerinimui ir kainos mažinimui.

Paprastai maži ir vidutinio dydžio kaltiniai yra apvalūs arba kvadratiniai strypai kaip ruošiniai. Strypo medžiagos grūdelių struktūra ir mechaninės savybės yra vienodos, gera, tiksli forma ir dydis, gera paviršiaus kokybė, lengva organizuoti masinę gamybą. Jei kaitinimo temperatūra ir deformacijos sąlygos yra tinkamai kontroliuojamos, galima pagaminti puikių eksploatacinių savybių kaltinius, kurie nesukelia didelės kalimo deformacijos.

Luitas skirtas tik dideliems kaltiniams. Luitas yra išlietas audinys su didesniais stulpeliniais kristalais ir laisvu centru. Todėl cilindrinius kristalus reikia susmulkinti į smulkius grūdelius ir atlikti birų sutankinimą, kad būtų gauta smulki metalo struktūra ir mechaninės savybės.

Presuoti ir degti miltelinės metalurgijos būdu pagaminti ruošiniai gali būti kalimo būdu pagaminti karštoje būsenoje be išorinio štampo. Kalimo milteliai yra artimi įprasto štampo tankiui, pasižymi geromis mechaninėmis savybėmis ir dideliu tikslumu, o tai gali sumažinti vėlesnį apdirbimą. Milteliniai kaltiniai yra gerai organizuoti, be segregacijos ir gali būti naudojami gaminiams, pavyzdžiui, mažiems krumpliaračiams, gaminti. Tačiau miltelių kaina yra daug didesnė nei įprasto strypo kaina, o jų pritaikymas gamyboje yra tam tikru mastu ribotas.

Statinis slėgis taikomas į liejimo kamerą įpiltam skystam metalui, kad jis sukietėtų, kristalizuotųsi, tekėtų, plastiškai deformuotųsi ir susidarytų veikiant slėgiui, taip įgyjant norimą formą ir savybes. Skysto metalo kalimas štampavimo būdu yra formavimo metodas tarp liejimo štampavimo būdu ir kalimo štampavimo būdu. Jis ypač tinka sudėtingoms plonasienėms detalėms, kurias sunku suformuoti bendruoju štampavimo būdu.

Be įprastų medžiagų, tokių kaip įvairūs anglinio plieno ir legiruotojo plieno komponentai, kalimo medžiagos naudojamos kalimo arba valcavimo būdu, įskaitant aliuminį, magnį, varį, titaną ir jo lydinius, geležies pagrindu pagamintus aukštos temperatūros lydinius, nikelio pagrindu pagamintus aukštos temperatūros lydinius ir kobalto pagrindu pagamintus aukštos temperatūros lydinius. Tačiau dėl savo plastiškumo ploto šie lydiniai yra gana siauri, todėl kalimo sudėtingumas yra gana didelis. Skirtingoms medžiagoms taikomi griežti kaitinimo temperatūros, kalimo temperatūros ir galutinės kalimo temperatūros reikalavimai.

4. Proceso srautas

Skirtingi kalimo metodai turi skirtingus procesus, iš kurių karštojo kalimo technologinis procesas yra ilgiausias, o bendra tvarka yra tokia: kalimo ruošinių padavimas; kalimo kaitinimas; valcavimo kalimo paruošimas; kalimas štampu; pjovimo briaunos; perforavimas; korekcija; tarpinė patikra, kurios metu tikrinamas kaltinių dydis ir paviršiaus defektai; kaltinių terminis apdorojimas, siekiant pašalinti kalimo įtempius ir pagerinti metalo pjovimo našumą; valymas, daugiausia siekiant pašalinti paviršiaus oksidacijos plėvelę; korekcija; apžiūra, bendrieji kaltiniai turi būti patikrinti išvaizdos ir kietumo, o svarbūs kaltiniai turi būti išbandyti atliekant cheminės sudėties analizę, mechanines savybes, liekamąjį įtempį ir neardomuosius bandymus.

5. Kaltinių savybės

Palyginti su liejiniais, metalas gali pagerinti savo struktūrą ir mechanines savybes. Liejimo audinys po kalimo metodo terminio apdorojimo deformacijos, dėl metalo deformacijos ir rekristalizacijos, paverčia pradinį storą dendritą ir stulpelinį grūdelį smulkiu, vienodo dydžio grūdeliu ašine rekristalizacijos organizacija, užtikrina pradinę segregaciją, purumą, poras, šlaką, kuris sutankinamas ir suvirinamas, tampa glaudesnis, pagerėja metalo plastiškumas ir mechaninės savybės.
Liejinių mechaninės savybės yra prastesnės nei iš tos pačios medžiagos pagamintų kaltinių. Be to, kalimo apdorojimas gali užtikrinti metalo pluošto organizacijos tęstinumą, todėl kalinio pluošto organizacija ir kalinio forma, metalo srautas yra užbaigti, gali užtikrinti geras mechanines savybes ir ilgą tarnavimo laiką. Kaltiniai, pagaminti naudojant tiksliojo štampavimo, šaltojo ekstruzijos, terminio ekstruzijos ir kitus procesus, yra nepalyginami su liejiniais.
Kalimas – tai objektas, kuriame metalas spaudžiamas, kad būtų sukurta norima forma arba suformuota tinkama suspaudimo jėga. Ši jėga paprastai pasiekiama naudojant plaktuką arba slėgį. Kalimo proceso metu sukuriama smulkių dalelių struktūra ir pagerinamos metalo fizinės savybės. Tinkamai suprojektuotos dalys leidžia dalelėms tekėti pagrindinio slėgio kryptimi. Liejimas – tai metalo formavimo objektas, gaunamas įvairiais liejimo būdais, būtent lydant skystą metalą, pilant, presuojant, siurbiant ar kitais liejimo būdais į paruoštą liejinį, aušinant po smėlio, valant ir apdorojant, kad objektas įgytų tam tikrą formą, dydį ir savybes.