Технологический процесс свободной ковки

ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ КОВКИ И ИНСТРУМЕНТ

К основным операциям относятся: осадка, вытяжка, гибка, закручивание, рубка, прошивка и штамповка в подкладных штампах.

Осадка – операция увеличения площади поперечного сечения исходной заготовки за счёт уменьшения её высоты. Так получают поковки с большим сечением и малой высотой (шестерни, диски и т.д.). Разновидностью осадки является высадка, которая заключается в местном увеличении площади поперечного сечения. Так получают головки болтов, фланцев.

Вытяжка – операция увеличения длины исходной заготовки за счёт уменьшения её поперечного сечения. Вытяжка используется для изготовления поковок (валов, рычагов, шатунов, тяг) и является наиболее распространённой операцией ковки. Вытяжка производится последовательными ударами на отдельные участки заготовки. При деформации образуется выпучивание граней, не соприкасающихся с бойками, поэтому заготовку периодически кантуют. На интенсивность вытяжки влияет: ширина бойков, состояние их поверхности и длина деформируемого участка заготовки. Чем выше чистота поверхности бойков, чем меньше их ширина и длина деформируемого участка, тем интенсивнее вытяжка. Интенсивность ещё увеличивается при использовании вырезных бойков вместо плоских. Чередование вытяжки и осадки значительно снижает анизотропию свойств. Разновидностью вытяжки является раскатка, разгонка (уширение).

Вытяжка на оправке представляет собой процесс увеличения длины пустотелой поковки за счёт уменьшения её наружного диаметра и толщины стенок. Так получают пустотелые поковки (орудийные стволы, турбины роторов). Раскатка на оправке (раздача) представляет собой операцию увеличения наружного и внутреннего диаметров заготовки за счёт уменьшения толщины её стенок. Раскатка используется для изготовления колец, барабанов.

Гибка – операция, в которой заготовке придают форму по заданному контуру. Так изготавливают угольники, скобы, крюки и т.д. При гибке происходит изменение площади поперечного сечения в зоне изгиба, вследствие сжатия внутреннего и растяжения наружного слоя заготовки.

Закручивание – операция поворота одной части относительно другой вокруг продольной оси.

Рубка – операция отделения одной части заготовки от другой.

Прошивка – получение в заготовке отверстия.

или заготовки определяется, исходя из объема, вычисленного по ее номинальным размерам на чертеже. Чертеж сложного изделия разбивают на части. Основными этапами процесса свободной ковки являются: составление чертежа поковки; расчет размеров и веса заготовки; выбор кузнечной операции с указанием основного и вспомогательного инструмента и приспособлений; выбор печи для нагрева; установка режимов нагрева, охлаждения и промежуточной термической обработки; выбор кузнечного оборудования и его мощности; определение состава бригады.

При составлении чертежа по ГОСТу выбираются припуски, допуски и принимаются напуски.

Припуск – предусмотренное увеличение размеров поковки против номинальных размеров детали, обеспечивающее после обработки резанием требуемые размеры детали и чистоту ее поверхности.

Допуск – разность между наибольшим и наименьшим размером поковки.

Напуск – увеличение припуска, упрощающее конфигурацию поковки ввиду невозможности или нерентабельности изготовления поковки по контуру детали.

Припуски и допуски зависят от размеров поковки, материала и рода заготовки, от способа обработки давлением и типа оборудования. Вес поковки, имеющие простые геометрические формы.

Расчет заготовки и слитка включает в себя определение объема слитка, объема заготовки, его веса, среднего поперечного сечения и длины заготовки. Объем заготовки рассчитывается по формуле:

V _заг= V _пок+ V _пр+ V _обс+ V _уг+ V _д , (59)

где V _пр – объем прибыльной части; V _д – объем донной части (5–10 %);

V _обс – объем обсечек (5–8 %); V _уг – угар металла за первый нагрев 2–3 %, за последующие – 1–1,5 %.

Площадь поперечного сечения заготовки рассчитывают по заданной степени уковки.

При изготовлении поковки вытяжкой: . (60)

При изготовлении поковки осадкой: ,(61)

где F _max – максимальное сечение поковки.

Для слитка степень уковки – y – не менее 2,5–3.

Длина заготовки определяется по формуле:

.

Так как в сортаменте слитков основной характеристикой является вес, то из вычисленного веса заготовки подбирают вес слитка. Поперечное сечение слитка должно обеспечить необходимую уковку заготовки. Расчёт заготовки из проката включает определение объёма заготовки и её размеров из уравнения:

V _заг= V _пок+ V _обс+ V _уг. (62)

V _обс и V _уг принимают как при расчёте из слитка. Их суммарное значение 10–12 % от объема заготовки. Степень уковки при ковке из проката y =1,1–1,3. Дальнейшие расчеты размеров заготовки аналогичны как для слитка.

Необходимые кузнечные операции, последовательность и инструмент зависят от конфигурации поковки и технических требований. Обычно чередуют осадку и вытяжку, используя универсальный ковочный инструмент, плоские бойки.

Вырезные бойки используют при ковке на оправках. Для нагрева используют печи камерного типа при ковке поковок за один или несколько выносов. Для тяжелых и особо тяжелых поковок используют печи с вытяжным подом. Для однотипных поковок определённого размера используют полуметодические и методические печи. Режимы нагрева производятся в соответствии с химическим составом, температурным интервалом обработки давлением, теплофизическими свойствами и габаритами. Важным звеном технологии является его охлаждение, которое должно быть в технологических картах. Нарушение технологии ведёт к увеличению твёрдости, образованию трещин. Это касается поковок из легированной и высоколегированной стали. Крупные поковки охлаждают в ямах с песком или колодцах. Такие дефекты как крупнозернистость, наклёп и внутренние напряжения устраняются отжигом или нормализацией.

Дата добавления: 2014-01-20