4. Разработка технологического процесса и выбор оборудования

Важнейшим показателем режима является время нагрева заготовки до ковочной температуры. Для ориентировочного определения нагревания стальных заготовок в пламенной печи можно применить формулу академика Н.Н. Доброхотова

τ=α·k·D√D ,ч

где α – коэффициент зависящий от положения заготовок на поду печи: принимается α=1-4 (большее значение при плотной укладке);

k – коэффициент, зависящий от нагреваемого металла: для конструкционной углеродистой и низкоуглеродистой стали k=10, для высокоуглеродистой и высоколегированной k=20;

D – диаметр или толщина заготовки, м.

Принимаем α=1; k=10.

τ=1·10·0,032·√0,032=0,18 ч.

Время нагрева заготовок выполненных из конструкционной углеродистой и низкоуглеродистой стали, приведено в таблице 1. Время нагревания заготовок из легированных сталей можно принять большим в 1.5-2 раза.

Необходимое количество нагревов и подогревов n (включая первый нагрев) для проведения всех операций ковки определяем по формуле

n=τ_к/τ_о

где τ_к – суммарное время выполнения всех операций процесса ковки, мин;

τ_о – время остывания заготовки от 1200 до 800 ^оС, мин.

n=3,5/3,5=1

Время остывания заготовки

τ_о=c·m

где c – фактор, зависящий от температуры начала ковки.

При температуре начала ковки 1000 ^оС значение с=0.12; 1100 ^оС – 0.20; 1200 ^оС – 0.25;

m – фактор, зависящий от размеров заготовки, определяемый по формуле

m=1/(1/L+1/b+1/h),

где L, b, h – соответственно длина, ширина и толщина заготовки, мм.

Принимаем с=0.20; τ_к= ; L=170 ; b=45 ; h=35;

m=1/(1/170+1/45+1/35)=17,8 мм

τ_о=0.20·17,8=3.56 мин.

Для нагрева кузнечных заготовок применяют пламенные и электрические печи и нагревательные устройства.

Технологические процессы ковки весьма разнообразны и представляют собой сочетание основных кузнечных операций, к которым относятся садка, вытяжка, гибка, закручивание, прошивка, рубка и кузнечная сварка.

Вытяжка (протяжка) – кузнечная операция, при которой заготовка увеличивается в длину за счет уменьшения ее поперечного сечения. Инструментом для вытяжки являются плоские, закругленные и вырезные бойки, обжимки, пережимки, раскатки.

Разновидностью вытяжки является разгонка, предназначенная для местного уширения заготовки без увеличения ее длины.

Рубка – кузнечная операция, посредством которой заготовку разделяют на части. Для выполнения применяют зубила. Разновидностью рубки является надрубка.

Прошивка – операция, посредством которой в заготовке получают отверстия или углубления. Для выполнения прошивки применяют сплошные и пустотелые прошивни. Отход при прошивке называют выдрой. Разновидностью прошивки является пробивка, при которой в заготовке получают отверстие методом раздачи металла в стороны. Для пробивки отверстия применяют пробойники.

5. Выбор кузнечного оборудования

Для изготовления поковок небольших размеров применяются пневматические молоты. Масс падающих частей молота определяется по зависимости

M=k·F_з,

где M – масса падающих частей молота, кг;

k – коэффициент, равный 5 – для углеродистой, 7 – для легированной стали;

F_з – площадь поперечного сечения заготовки, см³.

Принимаем k=5.

M=5·1478=73,9

Принимаем М=100.

Ориентировочно масса падающих частей молота может быть выбрана в зависимости от массы поковки по таблице 2.

Таблица 2. Выбор массы подающих частей молота

Масса падающих частей, кг	Масса фасонных поковок		Максимальный диаметр заготовки, мм.
	средняя	максимальная
100	0,5	2	50

Определив массу падающих частей молота, по таблице 3 находим его модель.

Таблица 3. Характеристики пневматического ковочного молота

Модель молота	ПМ-50	МА-411	МБ-412	М-13	МПН-300	М-415А	МА-417	М-418
Номинальная масса падающих частей, кг	50	75	150	250	300	400	750	100

В кузнечном производстве кроме молотов применяются разнообразные инструменты и приспособления. Кузнечный инструмент делится на основной, вспомогательный и измерительный.

Основными инструментами при ручной свободной ковке являются наковальни, кувалды, ручники, бородки, зубила, гладилки. При машинной ковке – бойки, обжимки, пережимки, топоры, прошивки и др.

Вспомогательный инструмент – клещи, манипуляторы, кантователи и другие устройства, предназначенные для удерживания заготовок.

Измерительный инструмент – кронциркули, линейки, угломеры, шаблоны, штангенциркули, индикаторы и др.