Основные операции ковки и применяемый инструмент

Ковка. Сущность процесса.

Ковка — вид горячей обработки металлов давлением, при котором металл деформируется с помощью универсального инструмента.

Ковкой получают заготовки для последующей механической обработки. Эти заготовки называют коваными поковками, или просто поковками.

Ковка является единственно возможным способом изготовления тяжелых поковок (до 250 т) типа валов гидрогенераторов, турбинных дисков, коленчатых валов судовых двигателей, валков прокатных станов и т. д. Поковки меньшей массы (десятки и сотни килограммов) можно изготовлять и ковкой, и штамповкой. Хотя штамповка имеет ряд преимуществ перед ковкой, в единичном и мелкосерийном производствах ковка обычно экономически более целесообразна. Объясняется это тем, что при ковке используют универсальный инструмент, а изготовление специального инструмента (штампа) при небольшой партии одинаковых поковок экономически невыгодно. Исходными заготовками для ковки тяжелых крупных поковок служат слитки массой до 320 т. Поковки средней и малой массы изготовляют из блюмов и сортового проката квадратного, круглого или прямоугольного сечений.

Осадка — операция уменьшения высоты заготовки при увеличении площади ее поперечного сечения (рис. 2 а). Осадкой не рекомендуется деформировать заготовки, у которых отношение высоты к диаметру больше 2,5,.так как в этом случае может произойти продольное искривление заготовки. Осаживают заготовки между бойками или подкладными плитами.

Разновидностью осадки является высадка (рис. 2 6), при которой металл осаживают лишь на части длины заготовки.

Протяжка — операция удлинения заготовки или ее части за счет уменьшения площади поперечного сечения (рис, 3 а). Протяжку производят последовательными ударами с подачей заготовки вдоль оси протяжки и поворотами ее на 90º вокруг этой оси. При каждом нажатии уменьшается высота сечения, увеличиваются ширина и длина заготовки. Общее увеличение длины равно сумме приращений длин за каждое нажатие, а уширение по всей длине одинаково.

Чем меньше подача при каждом нажатии, тем интенсивнее удлинение. Однако при слишком малой подаче могут получаться зажимы.

Протягивать можно плоскими (рис. 3 а) и вырезными (рис. 3 б) бойками. При протяжке на плоских бойках в центре изделия могут возникнуть (особенно при протяжке круглого сечения) значительные растягивающие напряжения, которые приводят к образованию осевых трещин. При протяжке с круга на круг в вырезных бойках силы, направленные с четырех сторон к осевой линии заготовки, способствуют более равномерному течению металла и устранению возможности образования осевых трещин.

Деформация при протяжке может быть выражена величиной уковки:

где — начальная (большая) площадь поперечного сечения; — конечная (меньшая) площадь поперечного сечения после протяжки.

Очевидно, чем больше уковка, тем лучше прокован металл, тем выше его механические свойства. Поэтому протяжку применяют не только для получения поковок с удлиненной осью (валы, рычаги, тяги и т. п.), но и в чередовании с осадкой — для большей уковки металла заготовки.

Разновидностью протяжки является раскатка на оправке — операция одновременного увеличения наружного и внутреннего диаметров кольцевой заготовки за счет уменьшения толщины ее стенок (рис. 3 в). Заготовка 1 опирается внутренней поверхностью на цилиндрическую оправку 2, устанавливаемую концами на подставках 3 и деформируется между оправкой и узким длинным бойком 4. После каждого нажатия заготовку поворачивают относительно оправки.

Прошивка — операция получения полостей в заготовке за счет вытеснения металла (рис.4 а). Прошивкой можно получить сквозное отверстие или углубление (глухая прошивка). Инструментом для прошивки служат прошивни (рис. 4 б) сплошные и пустотелые; последними прошивают отверстия большого диаметра (400 — 900 мм). Более толстые поковки прошивают с двух сторон без подкладного кольца. Диаметр прошивня выбирают не более 1/2 — 1/3 наружного диаметра заготовки. Прошивка сопровождается отходом (выдрой).

Отрубка — операция отделения части заготовки по незамкнутому контуру путем внедрения в заготовку деформирующего инструмента — топора.

Гибка — операция придания заготовке изогнутой формы по заданному контуру. Этой операцией получают угольники, скобы, крючки, кронштейны и т. п. Гибка сопровождается искажением первоначальной формы поперечного сечения заготовки и уменьшением его площади в зоне изгиба, называемым утяжкой. Для компенсации утяжки в зоне изгиба заготовке придают увеличенные поперечные размеры. При гибке возможно образование складок по внутреннему контуру и трещин по наружному. Во избежание этого явления по заданному углу изгиба подбирают соответствующий радиус округления.

Перечисленными операциями ковки трудно изготовить поковки с относительно сложной конфигурацией.

Дата добавления: 2015-07-02