Выбор кузнечного оборудования и его мощности

При составлении технологического процесса ковки важным является выбор оборудования (молота или пресса) и определение его мощности. На выбор влияют: термомеханический режим обработки металла или сплава, связывающий скорость деформации с температурой его нагрева и скоростью рекристаллизации, например, высоколегированные стали, жаропрочные и некоторые цветные сплавы обладают низкими скоростями рекристаллизации и пониженной пластичностью, поэтому не допускают большой скорости деформации. При ковке таких металлов используют прессы, а не молот.

При выборе оборудования надо учитывать тепловой эффект деформации, действие которого может увеличить температуру металла, а в некоторых случаях переводить металл в зону хрупкости (перегрева) или в зону повышенной пластичности. Во избежание образования наклепа и трещин, степень деформации во всех случаях при ковке вблизи нижнего температурного предела не должна превышать допустимую. Кроме этого, на выбор оборудования влияет вес и форма изготовляемой поковки. Поковки малого и среднего веса (2–3 т) обычно изготовляются на молотах, а тяжелые (200–300 т) изготовляются на гидравлических прессах.

Расчёт мощности оборудования почти всегда является сложным из-за трудности решения задач теории пластической деформации, поэтому используют приближённые аналитические формулы и эмпирические зависимости. Так как при свободной ковке основную работу по формоизменению металла выполняют при помощи операций осадки и вытяжки, то мощность оборудования определяют исходя из условий деформации при этих операциях.

Усилие деформирования для пресса определяются по формуле:

Ρ=рF, (63)

где р – удельное давление течения металла при ковке (кг/мм²);

F –площадь контакта заготовки с инструментом.

Удельное давление при осадке заготовки в виде правильной призмы или цилиндра может быть определено по приближённой аналитической формуле:

р=σ_Bt , (64)

где σ_{B t} – предел прочности металла при деформации;

d – диаметр или сторона сечения поковки после деформации;

h – высота поковки после деформации.

Эта формула используется для значений 2. При большом коэффициенте трения, возникающем при осадке (f 0,3) может быть использована при <2, если удельное давление из этой формулы больше σ_Bt. В противном случае (при ≤2) используют другую формулу:

р= σ_Bt , (65)

где f – коэффициент трения между металлом и бойками. Ориентировочное значение f =0,3–0,5.

Удельное давление течения металла при вытяжке под плоскими бойками можно определить по формуле:

р=σ_{B t}, (66)

где l₀ – величина подачи, равная 0,6–0,7 ширины бойка.

Удельное давление при вытяжке под вырезными бойками определяется по формуле:

р= σ_Bt , (67)

где d – диаметр поковки.

Расчёт мощности для молота заключается в определении веса его падающих частей. Работа деформации может быть определена по формуле:

А_δ = р_срV ln , (68)

где V – объем осаждаемой заготовки;

р_ср – среднее значение удельного давления.

Для малых деформаций ln=ε,

а удельное давление р за период малой деформации можно считать постоянным и равным удельному давлению в начальный или конечный момент малой деформации. Тогда:

А_δ=рV ε. (69)

Удельное давление при осадке можно определить приближённо при условии, что 0<<3, то р=σ_Bt . (70)

Удельное давление при вытяжке рассчитывается по формулам (66) и (67).

Дата добавления: 2014-01-20