Основные операции ковки и применяемый инструмент

КОВКА. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА

Ковка - вид горячей обработки металлов давлением, при котором металл деформируется с помощью универсального инструмента. Нагретую заготовку укладывают на нижний боек и верхним бойком последовательно деформируют отдельные ее участки. Металл свободно течет в стороны, не ограниченные рабочими поверхностями инструмента, в качестве которого применяют плоские или фигурные бойки, а также различный подкладной инструмент. Ковкой получают заготовки для последующей механической обработки. Эти заготовки поковками. Ковка является единственно возможным способом изготовления тяжелых поковок (до 250 т) типа валов гидрогенераторов, турбинных дисков, коленчатых валов судовых двигателей, валков прокатных станов. 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.

Процесс ковки состоит из чередования в определенной последовательности основных и вспомогательных операций. Каждая операция определяется характером деформирования и применяемым инструментом. К основным операциям ковки относятся осадка, протяжка, прошивка, отрубка, гибка.

Осадка - операция уменьшения высоты заготовки при увеличении площади ее поперечного сечения. Осадкой не рекомендуется деформировать заготовки, у которых отношение высоты к диаметру больше 2,5, так как в этом случае может произойти продольное искривление заготовки. Разновидностью осадки является высадка, при которой металл осаживают лишь на части длины заготовки.

Протяжка - операция удлинения заготовки или ее части за уменьшения площади поперечного сечения. Протяжку производят последовательными ударами или нажатиями на отдельные участки заготовки, примыкающие один к другому, с подачей заготовки вдоль оси протяжки и поворотами ее на 90° вокруг оси. При каждом нажатии уменьшается высота сечения, увеличиваются ширина и длина заготовки. Деформация при протяжке может быть выражена величиной уковки: У = Fh/Fк, где Fh - начальная (большая) площадь поперечного сечения; Fк - конечная меньшая площадь поперечного сечения протяжки. Чем больше уковка, тем лучше прокован металл, тем выше его механические свойства. Протяжка имеет ряд разновидностей. Разгонка - операция увеличения ширины части заготовки за счет уменьшения ее толщины. Протяжка с оправкой - операция увеличения длины пустотелой заготовки за счет уменьшения толщины ее стенок. Протяжку выполняют в вырезных бойках на слегка конической оправке. Раскатка на оправке - операция одновременного увеличения наружного и внутреннего диаметров кольцевой заготовки за счет уменьшения толщины ее стенок. Заготовка опирается внутренней поверхностью на цилиндрическую оправку, устанавливаемую концами на подставках, и деформируется между оправкой и узким длинным бойком.

Прошивка - операция получения полостей в заготовке за счет вытеснения металла. Прошивкой можно получить сквозное отверстие или углубление. Инструментом прошивки служат прошивни сплошные и пустотелые; последними прошивают отверстия большого диаметра (400-900 мм). При сквозной прошивке сравнительно тонких поковок применяют подкладные кольца. Более толстые поковки прошивают с двух сторон без подкладного кольца. Диаметр прошивня выбирают не более 1/2-1/3 наружного диаметра заготовки; при большем диаметре прошивня заготовка значительно искажается, прошивка сопровождается отходом (выдрой).

Отрубка - операция отделения части заготовки по незамкнутому контуру путем внедрения в заготовку деформирующего инструмента - топора. Отрубку применяют для получения из заготовок большой длины нескольких коротких, для удаления излишков металла на концах поковок. Инструмент для отрубки - топоры различной формы.

Гибка - операция придания заготовке изогнутой формы по заданному контуру. 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 по заданному углу изгиба подбирают соответствующий радиус скругления. Перечисленными операциями ковки трудно изготовить поковки с относительно сложной конфигурацией. Поэтому при изготовлении небольшой партии таких поковок применяют так называемую штамповку в подкладных штампах. Подкладной штамп может состоять из одной или двух частей, в которых имеется полость с конфигурацией поковки или ее отдельного участка.

Дата добавления: 2014-01-05