Файл: Сучков, А. Е. Резервы экономии металла в машиностроении.pdf

совершенствовании кузнечного производства для сво­ бодной ковки. Она до настоящего времени распростра­ нена в мелкосерийном и единичном производстве, трак­ торном и сельскохозяйственном машиностроении.

Таким образом, свободная ковка будет еще долго существовать и ее нужно совершенствовать: механизи­ ровать, применять дешевые и в то же время оригиналь­ ные приспособления, позволяющие ковать с малыми за­ тратами средств, с небольшими припусками и напуска­ ми. Такие ответственные изделия, как колонны ковочных прессов, валки прокатных станов, роторы газовых тур­ бин, до сих пор изготавливаются только свободной ков­ кой. Штамповать многотонные поковки пока еще слож­ но и экономически невыгодно: для этого нужно ковочное оборудование большой мощности и металлоемкости, сложные дорогостоящие штампы.

Технические расчеты показывают, что для штампов­ ки коленчатого вала весом 1,5 т требуется пресс давле­ нием свыше 30 000 т, а для изготовления свободной ков­ кой — 6000 т. Для штамповки поковок весом 10 т нужны прессы давлением свыше 100 000 т, которые еще не вы­ пускаются промышленностью. Из сказанного вытекает, что затраты металла и времени на выпуск громоздкого и сложного прессового оборудования и штамповой ос­ настки будут настолько велики, что использовать сво­ бодную ковку окажется экономичнее, чем штамповку.

Значимость свободной ковки подтверждается и тем, что для изготовления цельнокованых валов для Куйбы­ шевской ГЭС применялись слитки весом по 180 т, а для Братской ГЭС — 223 т. В Англии делают цельнокованые паровые котлы диаметром до 2 и длиной до 15 м. В США на гидравлическом прессе давлением 45000 т ковались колонны из стали диаметром около 1 и длиной 33 м. Для формообразования таких поковок свободная ков­ ка — пока незаменимый технологический процесс.

Штамповка на прессах может выполняться в открытых и закрытых штампах. В первом случае до 20% металла уходит в заусенец (облой), во втором образуется незна­ чительный отход. Однако при небольшом выпуске изде­ лий ковку в закрытых штампах использовать не всегда экономически выгодно. В таких случаях вместо универ­ сального кузнечного инструмента целесообразно брать подкладные штампы и специальные приспособления.

НО

Т а б л и ц а 32

раньше обрабатывались методом горячей ковки, на штамповку. Штамповка но секциям увеличивает произ­ водительность труда, обеспечивает высокую точность размеров поковок, исключает последующую обработку резанием или доводит ее до минимума.

Экономическую эффективность секционной штампов­ ки можно показать на таком примере: на поковку колен­ чатого вала судового двигателя, изготовляемого горя­ чей ковкой, требуется слиток весом 9 т, а для получения такого вала штамповкой по частям нужна заготовка ве­

ход металла по каждому изделию более чем на 70% и снизить вес поковки в 4 с лишним раза. Кроме того, при механической обработке кованого вала волокна в поков­ ке перерезаются, а в штампованном вале они распола­ гаются по контуру изгиба, что повышает прочность изделия.

Экономить металл, повышать производительность и точность поковок можно и при расширении и совершен­ ствовании уже известных технологических процессов. Большой экономический эффект достигается в том слу­ чае, если штамповка под молотом или прессом дополня­ ется другими технологическими процессами. В последние годы сравнительно широкое распространение в куз­ нечно-штамповочном производстве крупных машино­ строительных заводов получили ковочные вальцы, обес-

112

печивающие фасонирование заготовок перед штам­ повкой.

Большой вклад в развитие кузнечно-штамповочного производства внесен научными сотрудниками ЭНИКМАШ, которые создали автоматические заготовитель­ ные двухклетьевые ковочные вальцы с непрерывным про­ цессом вальцовки, не уступающие зарубежным образ­ цам. Их применение позволяет экономить 150—200 кг металла на каждой тонне поковок. Так, эксплуатация таких ковочных вальцев на минских тракторном и мо­ торном заводах взамен штамповки на молотах или прес­ сах снижает трудоемкость до 30%, уменьшает энерге­ тические затраты при последующем деформировании за­ готовок, повышает производительность на механических ковочных прессах в 1,5—2 раза.

Только за последние 6 лет в тракторостроении Бело­ руссии на ковочных вальцах сделано более 150 тыс. т заготовок, предназначенных для последующей штампов­ ки. Это дало возможность сэкономить около 4 тыс. т ме­ талла и 830 тыс. руб. Отсюда видно, что внедрение этой прогрессивной технологии в автомобилестроении, в сель­

лучается путем принудительного перераспределения в ручьях штампов нагретой заготовки. Поковки, получен­ ные методом горячей штамповки, по размерам и форме приближаются к готовой детали, в результате чего зна­ чительно снижается объем механической обработки ре­ занием. Это приводит к снижению трудоемкости и к эко­ номии металла.

Основным преимуществом горячей штамповки перед свободной ковкой является повышение точности поков­ ки. При горячей штамповке снижаются или вовсе исклю­ чаются напуски и в 3—4 раза уменьшаются допуски. В этом случае требуется механическая обработка толь­ ко для поверхностей, сопрягаемых с другими деталями.

В продукции кузнечных цехов штамповки составляют до 60% общего выпуска поковок. О ее преимуществе перед свободной ковкой можно судить по примеру изго-

товления коленчатого вала весом 17 кг. Если его делать свободной ковкой, го отходы металла равны 80% чисто­ го веса детали, а при горячей штамповке на молоте — только 30%. Если изготовлять вал из цельного проката методом резания, то отходы в стружку будут равны 80% чистого веса детали.

За последние годы в нашей стране проведены иссле­ дования по штамповке в разъемных матрицах поковок из стали и цветных металлов средних габаритов. Фор­ мообразование при штамповке в разъемных матрицах осуществляется за счет прямого, обратного и бокового истечения металла. При прямом и обратном истечении

вом — под углом к пей. Наличие бокового истечения ме­

за счет устранения отхода в облой, уменьшения напу­ сков, снижения припусков и допусков. Это приводит к значительному снижению объема механической обра­ ботки и обеспечивает высокую производительность.

Анализ основных особенностей и закономерностей процесса прессования в разъемных матрицах показы­ вает, что этим методом могут быть получены поковки сравнительно разнообразной конфигурации: с фланца­ ми круглой, квадратной, овальной, шестигранной и дру­ гих форм в плане; с развилинами и отростками; с реб­ рами, расположенными относительно равномерно по всей периферии центральной части детали; типа шесте­ рен с зубьями и звездочек; с прямыми и изогнутыми от­ ростками переменного сечения с существенными утол­ щениями разнообразной формы.

Несмотря на значительные преимущества, штампов­ ка в разъемных матрицах в настоящее время еще не заняла надлежащего места, хотя в последние годы ее раз­ витию уделяется большое внимание, особенно прессова­ нию в разъемных матрицах, раскрывающихся в направ­ лении оси пуансона. Практика подтверждает, что этот метод может быть применен для получения сложных поковок, таких, как крестовины карданных валов и диф­ ференциалы автомобилей, вилки и фланцы карданных валов, рычаги и наконечники тяг и другие детали из углеродистых и легированных сталей.

114