Файл: Технология металлов и других конструкционных материалов учеб. пособие.pdf

обжатия должна быть такой, чтобы ширина заготовки перед кан­ товкой а\ превосходила ее высоту hi не более чем в 2—2,5 раза во избежание продольного изгиба. Длина захвата металла бойками /0 (рис. 119, а) должна быть не менее высоты уступа, так как в про­ тивном случае возможно образование зажимов, и равна 0,4—0,8 ширины бойка Ь.

Ж

Рис. 119. Вытяжка

Инструментом для вытяжки являются плоские, закругленные и вырезные бойки, обжимки, раскатки, пережимки.

При ковке пустотелых поковок и для получения отдельных участков в виде пластин приходится прибегать к различным разно­ видностям вытяжки, основные из которых следующие.

Разгонка — местное уширение заготовки без увеличения ее длины. Производится узкими бойками (рис. 119, д) или специаль­ ным инструментом (раскаткой).

Вытяжка с оправкой — увеличение длины пустотелой заготовки за счет уменьшения толщины ее стенок (рис. 119, е). Обычно при­ меняется при производстве труб, барабанов, пустотелых колонн и т. д. Предварительно прошитую заготовку 1 надевают на кониче­ скую оправку 2, конусность которой 1/150—1/100, и обжимают в вы­ резном нижнем бойке 4 плоским бойком 3. Вытяжка производится обычным образом. Уковка при вытяжке с оправкой

Раздача на оправке (раскатка) — одновременное увеличение наружного и внутреннего диаметров прошитой заготовки за счет

209

уменьшения ее толщины (рис. 119, ж). Применяется при ковке бан­ дажей, колец, обечаек. Заготовку 1 опирают на оправку 2, установ­ ленную на опорах 3, ковка ведется длинной стороной бойка 4 с вра­ щательной подачей заготовки после каждого обжима. Уковка при раздаче на оправке

К вспомогательным операциям при вытяжке относятся намет­ ка, посредством которой на поверхности заготовок наносятся разме­ точные углубления; пережим металла, при помощи которого наме­ ченные углубления увеличиваются до размера уступа; образование уступов и выемок; передача, посредством которой одна часть заго­ товки смещается относительно другой.

Прошивка — получение глухих или сквозных отверстий. Слиток предварительно осаживается на 25—35% .первоначальной высоты с целью выравнивания торцов и уменьшения высоты прошивки.

Способы прошивки следующие.

Прошивка без подкладного кольца (пробивка) (рис. 120, а)

применяется для получения отверстий диаметром до 400 мм. Заго­ товку 2 устанавливают на нижний боек, на торец ее ставят проши­ вень 1 и слегка вдавливают его, затем вынимают и в выемку насы­ пают графит для смазки. Далее вновь устанавливают прошивень (если необходимо, с надставкой 3) и вдавливают его на 75—80% высоты заготовки. После этого заготовку кантуют на 180° и вторым прошивнем выдавливают перемычку и первый прошивень. При этом способе отходы в перемычку (выдру) минимальны, а искажение формы (уменьшение высоты и бочкообразность) значительно.

Прошивка с подкладным кольцом 2 (рис. 120, б) применяется для получения отверстий в низких заготовках 1. Отход в выдру больше, чем в первом случае, искажение меньше.

Прошивка пустотелым прошивнем 2 (рис. 120, в ) применяется для получения отверстий большого диаметра. Преимущество этого метода в том, что удаляется сердцевина, наиболее дефектная часть слитка 1.

Рубка— разделение заготовки на части (рубка), частичное подразделение (прорубка) или отделение от заготовки части мате­

часть заготовки с заусенцем идет в отход. При рубке с четырех сто­ рон (рис. 120, д) заготовку надрубают с четырех сторон, а остав­ шуюся перемычку разрубают обухом топора. Этот способ позволяет избежать образования заусенца и применяется для крупных заго­ товок из слитков.

Гибка — придание заготовке изогнутой формы по заданному контуру. При гибке возможно образование складок по внутреннему контуру и трещин по наружному (рис. 120, е). Эта операция сопро­ вождается искажением формы поперечного сечения и уменьшением

210

его площади. Для получения в зоне гибки желаемой площади заго­ товке заранее придают в этом месте увеличенные поперечные разме­

В ( : ~ з

f

/'Хш

г

с _ _ ______)

Ккрону

Рис. 120. Прошивка, рубка, гибка и закручивание

Применяется при производстве поковок специальной формы — ко­ ленчатых валов, спиральных сверл и т. д. Инструментом для закру­ чивания служат вилки и воротки.

Кузнечная сварка — соединение в одно целое отдельных частей заготовки. Применяется главным образом в ремонтном деле при ручной и машинной ковке мелких поковок из малоуглеродистых сталей с содержанием углерода 0,15—0,25%. Температура нагрева

211

металла под сварку должна быть выше ковочной температуры и близка к температуре плавления. С целью предупреждения пережо­ га и для шлакования окалины применяют флюсы (бура, поваренная соль, кварцевый песок).

Технология свободной ковки. Разработка технологического про­ цесса свободной ковки включает составление чертежа поковки, определение размеров и веса исходного материала, выбор основных, вспомогательных и отделочных операций с указанием необходимого основного и вспомогательного инструмента и приспособлений, выбор машинного оборудования, установление режимов нагрева и охлаж­ дения поковок, определение состава кузнечной бригады и норм выработки.

Чертеж поковки составляют на основании чертежа детали пу­ тем увеличения указанных на нем размеров на величину припуска (там, где поверхность подлежит механической обработке) и уста­ новления допусков на ковку. В отдельных случаях поковку упро­ щают за счет напусков. Напуском называется увеличение припуска на тех участках поковки, где невозможно или нерентабельно изго­ товлять поковку по контуру детали.

Припуски на обработку и допуски на ковку назначают в зави­ симости от формы и размеров поковки. Напуски в серийном производстве также назначаются в зависимости от формы и разме­ ров, а в мелкосерийном определяются наличием соответствующего инструмента и экономической целесообразностью замены ковки обработкой резанием.

Размеры заготовки зависят от того, какая операция положена в основу изготовления поковки. Для вытяжки сечение заготовки определяется из условия обеспечения необходимой уковки:

РЗГ~УР таХ)

где /дпах —■максимальное сечение детали. Для поковок, изготовляе­ мых осадкой, за основу берется объем заготовок и отношение высо­ ты к диаметру. Это отношение должно быть таким, чтобы не было продольного изгиба при осадке:

Язг < (1,5 -Э 2,5) D3r.

Выбор кузнечных операций зависит от задания и оборудования цеха. Чтобы правильно построить процесс, необходимо знать все % возможности кузнечных операций и физические процессы, проте­ кающие при ковке, а также основные законы механики пластической деформации. Кроме того, способ производства зависит от размера партии поковок. Рассмотрим два примера ковки — фланца и полого вала. При ковке фланца рассмотрим возможные варианты в зави­ симости от размера партии. Технологию ковки цилиндра приведем для серийного производства.

На рис. 121, а представлен чертеж фланца. При единичном производстве достаточно осадить заготовку и обкатать грани. Остальные размеры (отверстие и ступицу) можно получить механи­ ческой обработкой (рис. 121,6). При мелкосерийном производстве (10—20 поковок) целесообразно изготовить прошивень, осадить

212

заготовку до размера фланца и прошить отверстие, ступицу обрабо­ тать в механическом цехе (рис. 121, в). И, наконец,- при значитель­ ном размере партии следует изготовить подкладное кольцо и про­ шивень. Технологический процесс производства следующий: осадка, прошивка, осадка в подкладном кольце с прошивнем, обрубка

фы, обкатка граней и обжим поковки до диаметра 1000 мм, отрубка поддона и прибыли. Второй вынос (рис. 121, ж) — три перехода: осадка заготовки, прошивка отверстия, раскатка на оправке. Тре­ тий вынос (рис. 121,з) — два перехода: посадка на оправку и про­

Оборудование кузнечных цехов. Основное оборудование служит для нагрева и деформации металла, вспомогательное — для транс­ портировки, очистки, резки и т. д. Машины для деформации металла разделяются по виду механизма привода и способу передачи энер­

213

гии бойку, действующему на металл. Основными машинами — ору­ диями для свободной ковки — являются молоты и прессы.

На молотах производится деформация заготовки за счет энер­ гии, накопленной падающими частями (поршень, шток, баба и боек) до соприкосновения с поковкой. Молоты разделяются на приводные и паровоздушные. Приводные в свою очередь подразде­ ляются на рычажные, фрикционные, рессорные и пневматические.

Паровоздушные молоты бывают простого действия, у которых воз­ дух служит только для подъема бабы вверх, и двойного действия, у которых в момент падения пар или воздух, действуя на поршень,

вытяжкой — до 3000 кг). Увеличение веса падающих частей ведет к снижению стойкости деталей молота, частым поломкам вслед­ ствие значительных динамических нагрузок. В цехах для ковки крупных поковок, где молоты с указанным весом падающих частей оказываются недостаточными, применяют гидравлические прессы, давление которых достигает 20 тыс. т, скорость рабочего хода 0,1— 0,3 м/сек. При ковке на прессах легче механизировать вспомога­ тельные операции.

Пневматические молоты предназначаются для мелких поковок и выпускаются с весом падающих частей от 75 до 1000 кг. Молот

с бабой молота 1. От электродвигателя через редуктор 8 кривошип­ но-шатунным механизмом 7 приводится в возвратно-поступательное движение поршень компрессора 5, который попеременно сжимает воздух в нижней и верхней полостях компрессорного цилиндра. Оба цилиндра внизу и вверху соединены каналами 4 и 6, так что сжи­ маемый в компрессорном цилиндре воздух попеременно подается в верхнюю и нижнюю полость рабочего цилиндра, поднимает или опускает падающие части молота.

Управление молотом обеспечивает нанесение автоматических ударов разной силы, удержание бабы на весу, прижим поковки к нижнему бойку и переключение механизма на холостой ход, при котором баба находится в покое во время движения кривошипного механизма компрессорного цилиндра. При весе падающих частей до 150 кг молоты имеют ручное и педальное управление, что дает возможность работать на них одному кузнецу без машиниста. Бо­ лее мощные молоты имеют только ручное управление.

Паровоздушные молоты по конструкции станин разделяются на одностоечные и двухстоечные. Первые применяются для по­

214