Rolling, metal
Rollingul este un proces crucial pentru producția de cuțite industriale. Ce este rularea? De ce mergem? Verificați mai jos.
Articol din: https://encyclopedia2.thefreedictionary.com/Rolling+(metalworking)
Rolling, Metal
un mijloc de presare a metalelor și a aliajelor metalice prin comprimarea metalelor între rolele rotative. Rolurile, în general în formă cilindrică, sunt fie netede, fie cu depresiuni (treceri) care formează caneluri atunci când două role se reunesc.
Datorită funcționării continue a procesului, rularea este cea mai eficientă metodă de a imprima formele de formele necesare. În timpul laminării, metalul este în general supus unei deformări semnificative de compresie din plastic care implică distrugerea structurii de turnare inițială și formarea unei structuri plane și mai granulate; calitatea metalului este astfel îmbunătățită. Astfel, laminarea servește nu numai pentru a schimba forma metalului, ci și pentru a-și îmbunătăți structura și proprietățile.
Ca și alte metode de modelare a presiunii, laminarea se bazează pe ductilitatea metalelor. Se face o distincție între laminarea la cald, la rece și la cald. Cele mai multe produse laminate (semifabricate, comerț și foi metalice, tuburi, bile) sunt produse prin laminare la temperaturi inițiale de 1000 ° -1300 ° C pentru oțel, 750 ° -850 ° C pentru cupru, 600 ° -800 ° C pentru alamă, 350 ° -400 ° C pentru aluminiu și aliajele sale, 950 ° -1100 ° C pentru titan și aliajele sale și aproximativ 150 ° C pentru zinc. Răcirea la rece se utilizează în primul rând pentru a produce foi și fâșii mai mici de 1,5-6 mm grosime și secțiuni și tuburi de precizie. Metalul laminat la cald este ulterior laminat la rece pentru a obține suprafețe mai fine și proprietăți mecanice mai bune. Răcirea prin răcire este, de asemenea, utilizată din cauza dificultății de încălzire și de răcire rapidă a obiectelor. Călcarea caldă, spre deosebire de laminarea la rece, se realizează la o temperatură cumva ridicată pentru a reduce procesul de încălzire (prelucrare la rece) a metalului în timpul deformării.
În cazuri speciale, metalele sunt laminate într-un vid sau într-o atmosferă neutră pentru a proteja suprafața metalului de oxidare.
Cele trei metode principale de laminare sunt laminarea longitudinală, transversală și rotativă (înclinată). În laminarea longitudinală (Figura 1, a), metalul este deformat de role, de obicei paralele unul cu celălalt, care se rotesc în direcții opuse. Frecarea între suprafețele de rulare și metalul trage metalul prin decalajul dintre cilindri, astfel încât metalul să fie deformat din punct de vedere plastic. Roleul longitudinal este mult mai comun decât celelalte două metode.
Laminarea transversală (figura 1, b) și rotația (înclinată) (figura 1, c) sunt utilizate numai pentru tratarea solidelor de rotație. Rularea continuă, metalul este supus mișcării de rotație în raport cu axa sa și este astfel prelucrat în direcția transversală. În laminarea rotativă, în plus față de mișcarea de rotație, mișcarea de translație este transmisă corpului metalic de-a lungul axei prin poziționarea pozitivă a rolelor. Dacă viteza de translație a metalului este mai mică decât viteza de rotație circumferențială, operația de derulare se numește laminare transversală rotativă; dacă viteza de translație este mai mare, operația se numește ruliu longitudinal. Laminarea transversală este folosită pentru dinții din unelte de lucru și alte părți, iar laminarea rotativă este utilizată la fabricarea tuburilor laminate fără sudură, a bilelor, a axelor și a altor componente solide de rotație (figura 2). Laminarea rotativă longitudinală este folosită pentru găuri de găurit.
În timpul laminării longitudinale, înălțimea secțiunii transversale a metalului scade, pe măsură ce metalul trece între role, unde lungimea și lățimea cresc (figura 3). Diferența în înălțimile secțiunilor transversale ale metalului înainte și după trecere între role se numește reducerea liniară (absolută). Δh = h0 - h1. Raportul dintre această valoare și înălțimea originală h0, exprimat ca procentaj 100Δ / h0, se numește reducerea procentuală, care este de obicei de la 10 la 60% per trecere, dar poate fi de până la 90%. Creșterea lungimii metalului este caracterizată de raportul de reducere - raportul dintre lungimea metalului după ieșirea rolelor și lungimea inițială. Deformarea metalului în raport cu lățimea secțiunii transversale se numește răspândire - diferența dintre lățimea secțiunii transversale înainte și după rulare. Răsturnarea crește cu reducerea, diametrul rolei și coeficientul de frecare între obiectul metalic și suprafața rolelor.
Zona dintre rolele în care piesa de lucru intră în contact direct cu rolele se numește zona de deformare; este acolo că metalul este redus. Micile regiuni adiacente ambelor laturi ale zonei de deformare sunt numite zone necontact de deformare; în aceste zone, metalul este doar ușor deformat. Zona de deformare constă din două segmente majore: zona de întârziere sau zona de alunecare pe partea de intrare, în care viteza metalului este mai mică decât componenta orizontală a vitezei circumferențiale a rolelor și zona de avans sau zona de alunecare pe partea de livrare, în care viteza metalului este relativ mai mare. Astfel, viteza de ieșire a piesei de prelucrat din role este cu 2 până la 6% mai mare decât viteza circumferențială a rolelor. Limita dintre aceste zone este numită secțiunea transversală neutră. În zona de întârziere, forțele de frecare de pe rolele care acționează asupra piesei de prelucrat sunt în direcția ieșirii, în timp ce în zona de avans sunt opuse direcția de ieșire.
Captarea metalului de către role și stabilitatea procesului rezultă din forțele de fricțiune care apar pe suprafața de contact dintre metal și role. Pentru captare, tangenta unghiului de mușcare α - unghiul dintre distanțele radiate de la axele de rulare la punctele A și B (a se vedea figura 3) - nu trebuie să depășească coeficientul de frecare: tan α ≤ μ. Atunci când nu este necesară o suprafață netedă, rugozitatea suprafeței este adăugată la role pentru a crește unghiul de mușcătura și, prin urmare, de pescaj.
În practică, unghiurile de mușcături sunt de 20 ° -26 ° la laminarea la cald cu role netede, 27 ° -34 ° la laminarea la cald cu suprafețe decorative și 2 ° -6 ° la laminarea la rece cu un lubrifiant.
Forța pe rulouri în timpul laminării se determină prin înmulțirea suprafeței suprafeței de contact cu forța medie specifică P = F × pm. Forța specifică este distribuită pe suprafețele de contact neuniform: maximul este aproape de secțiunea transversală neutră
și scade în direcțiile de intrare și ieșire. În benzile de rulare cu o secțiune transversală dreptunghiulară, suprafața de contact este calculată prin formula 
, unde r este raza rolei. În cazul laminării la rece a benzilor, zona actuală de contact este mare datorită comprimării elastice a rolelor la punctele de contact cu metalul.
Forța medie specifică, numită și tensiunea normală a rulmentului, depinde de mulți factori și poate fi exprimată de formula pm = n1n2n3σ. Unde n1 este coeficientul stării metalului, care depinde în principal de raportul dintre lungimea arcului de mușcătură - arcul dintre punctele A și B pe circumferința secțiunii transversale a rolei (Figura 3) - la grosimea medie și lățimea benzii laminate, coeficientul de frecare și întinderea metalului laminat (întinderea este larg utilizată la laminarea la rece); n2 este coeficientul care reflectă efectul vitezei de rulare; n3 este coeficientul care explică efectul prelucrării la rece a metalului; și σ este punctul de elasticitate (rezistența la deformare) a metalului la temperatura utilizată în procesul de laminare. Coeficientul n1 este cel mai important și variază foarte mult - de la 0,8 la 8 - în funcție de factorii menționați mai sus. Acest coeficient crește pe măsură ce forțele de frecare pe suprafețele de contact cresc și grosimea piesei de prelucrat scade. În calculele practice, n3 este considerată ca fiind 1 în laminarea la cald și n2 este considerată ca 1 laminare la cald.
Pentru oțelurile de carbon, forța specifică medie se situează în intervalul 100-300 newtoni per m2 (10-30 kilograme-forță per mm2) în fierbere și în intervalul 800-1,500 newtoni per m2 (forță 80-150 kg / mm2) la laminarea la rece. Forțele rezultate pe rolele în cele mai frecvente condiții de rulare sunt direcționate paralel cu o linie care leagă axele rolelor, adică vertical (figura 4).
Relația dintre forța P și momentul M necesar pentru rotirea fiecărei role este dată de formula M = P (a + ρ), unde a este brațul forței P, care este în intervalul (0,35-0,5) 
, și ρ este raza circumferinței de frecare a lagărelor cu role, egală cu coeficientul de frecare al lagărului înmulțit cu raza trunchiului. Forța de forță în rulou de sârmă și benzi de oțel variază de la aproximativ 200 la 1000 kilonewtoni (kN), adică între 20 și 100 tone; forța în foile de laminare de la 2 până la 2,5 m lățime ajunge la 30 până la 60 MN (de la 3.000 la 6.000 de tone). Momentul necesar pentru rotirea ambelor role în sârmă de oțel laminat și secțiuni mici variază de la 40 la 80 kN-m (4 până la 8 tone-forță-m), iar momentul dorit pentru laminarea plăcilor și a foilor largi ajunge la 6.000-9.000 kN-m (600 -900 tone-forță-m).
