Устаткування для кування

 

Як устаткування застосовуються кувальні молоти й кувальні преси.

Устаткування вибирають залежно від режиму кування даного металу або сплаву, маси кування і її конфігурації. Необхідну потужність устаткування визначають по наближених формулах або довідкових таблицях.

Молоти – машини динамічної ударної дії. Тривалість деформації на них становить тисячні частки секунди. Метав деформується за рахунок енергії, накопиченої падаючими частинами молота до моменту їхнього зіткнення із заготівлею. Частина енергії губитися на пружні деформації інструмента й коливання шабота - деталі, на якові встановлюють нижній бойок. Чим більше маса шабота, тім вище КПД. Звичайно маса шабота в 15 разів перевищує масу падаючих частин, що забезпечує КПД на рівні 0,8...0,9.

Для одержання кувань масою до 20 кг застосовують кувальні пневматичні молоти, що працюють на стисненому повітрі. Сила удару визначається силою тиску стисненого повітря, і може регулюватися в широких межах. Маса падаючих частин становить 50...1000 кг. Основні параметри молотів регламентуються Дст.

Для одержання кувань масою до 350 кг застосовують кувальні пароповітряні молоти. Смороду приводяться в дію пором або стиснене повітря тиском 0,7...0,9 Мпа. Маса падаючих частин становить 1000...8000 кг. Параметри регламентуються Дст.

Розрізняють молоти простої дії, коли пари або повітря тільки піднімають поршень, і подвійної дії, коли енергоносій створює додаткове деформуюче зусилля.

Преси кувальні гідравлічні – машини статичної дії. Тривалість деформації становить до десятків секунд. Метав деформується додатком сили, створюваної за допомогою рідини (водної емульсії або мінерального масла), подаваної в робочий циліндр преса. Вибираються преси по номінальному зусиллю, що становить 5...100 МН. Застосовують в основному для одержання великих заготівель зі злитків.

Лекція Гаряче об'ємне штампування

 

 

Об'ємним штампуванням називають процес одержання кувань, при якому формотворну порожнину штампа, називану струмком, примусово заповнюють металом вихідної заготівлі й перерозподіляють його відповідно до заданого креслення конфігурацією.

Застосування об'ємного штампування виправдано при серійному й масовому виробництві. При використанні цього способу значно підвищується продуктивність праці, знижуються відходи металу, забезпечуються високі точність форми виробу і якість поверхні. Штампуванням можна одержувати дуже складні за формою виробу, які неможливо одержати прийомами вільного малоприбуткового.

Об'ємне штампування здійснюють при різних температурах вихідної заготівлі й, відповідно до температури, ділять на холодну й гарячу. Найбільш широке поширення одержало гаряче об'ємне штампування (ГОШ), що ведуть в інтервалі температур, що забезпечують зняття зміцнення.

Вихідним матеріалом для гарячого об'ємного штампування є сортовий прокат, пресовані прутки, літа заготівля, у крупносерійному виробництві - періодичний прокат, що забезпечує скорочення підготовчих операцій.

 

Формоутворення при гарячому об'ємному штампуванні

 

Основна операція ГОШ може бути виконана за один або кілька переходів. При шкірному переході формоутворення здійснюється спеціальною робочою порожниною штампа – струмком (гравюрою). Переходи й струмки діляться на дві групи: заготівельні й штампувальні

 

Стадії одержання складного кування в декількох струмках

1 - чорновий струмок; 2 - підкатний струмок; 3 - протяжний струмок; 4 - чистовий струмок, 5 – згинаючий струмок

 

Заготівельні струмки призначені для фасонування в штампах.

Фасонування – перерозподіл металу заготівлі з метою додання їй форми, що забезпечує наступне штампування з малим відходом металу.

До заготівельних струмків ставляться протяжний, підкатний, згинаючий і пережимний, а також площадка для осідання.

Протяжний струмок призначений для збільшення довжини окремих ділянок заготівлі за рахунок зменшення площі їхнього поперечного перерізу, виконуваного впливом частих слабких ударів з кантуванням заготівлі.

Підкатний струмок служити для місцевого збільшення перетину заготівлі (набору металу) за рахунок зменшення перетину поруч лежачих ділянок, тобто для розподілу обсягу металу уздовж осі заготівлі відповідно до розподілу його в куванні. Перехід здійснюється за кілька ударів з кантуванням.

Пережимний струмок призначений для зменшення вертикального розміру заготівлі в місцях, що вимагає розширення. Виконується за 1...3 удару.

Згинаючий струмок застосовують тільки при штампуванні кувань, що мають вигнуту вісь. Служити для додання заготівлі форми кування в площині рознімання. Зі згинаючого струмка в наступну заготівлю передають із поворотом на 90 ⁰.

При штампуванні кувань, що мають у плані форму окружності або близьку до неї, часто застосовують облогу вихідної заготівлі до необхідних розмірів по висоті й діаметру. Для цього на площині штампа передбачають площадку для осідання.

Штампувальні струмки призначені для одержання готового кування. До штампувальних струмків ставляться чорновий (попередній) і чистовий (остаточний).

Чорновий струмок призначений для максимального наближення форми заготівлі до форми кування складної конфігурації. Глибина струмка трохи більше, а поперечні розміри менше, ніж у чистового струмка (щоб заготівля вільно укладалася в чистовий струмок). Радіуси округлення й ухили збільшуються. У відкритих штампах чорновий струмок не має облойної канавки. Застосовується для зниження зношування чистового струмка, але може бути відсутньою.

Чистовий струмок служити для одержання готового кування, має розміри «гарячого кування», тобто більше, ніж у холодного кування, на величину усадки. У відкритих штампах по периметрі струмка передбачена облойна канавка, для прийому надлишкового металу. Чистовий струмок розташований у центрі штампа, тому що в ньому виникають найбільші зусилля при штампуванні.

Технологічний процес ГОШ відрізняється значною розмаїтістю й визначається вибором самого виробу й застосовуваним устаткуванням.

Технологічний процес залежить від форми кування. За формою в плані кування діляться на дві групи: диски й кування подовженої форми.

До першої групи ставляться круглі або квадратні кування, що мають порівняно невелику довжину: шестірні, диски, фланці, маточини, кришки й ін. Штампування таких кувань виробляється осіданням у торець вихідної заготівлі із застосуванням тільки штампувальних переходів.

До другої групи ставляться кування подовженої форми: вали, важелі, шатуни й ін. Штампування таких кувань виробляється протяганням вихідної заготівлі (плиском). Перед остаточним штампуванням таких кувань у штампувальних струмках потрібно фасонування вихідної заготівлі в заготівельних струмках штампа, вільним малодоходним або на кувальних вальцях.

Тому що характер плину металу в процесі штампування визначається типом штампа, ті ця ознака можна вважати основним для класифікації способів штампування. Залежно від типу штампа виділяють штампування у відкритих і закритих штампах (малий. 13.2).

 

Схеми штампування у відкритих і закритих штампах: 1 – облойна канавка

 

Штампування у відкритих штампах характеризуються змінним зазором між рухливою й нерухливою частинами штампа. У цей зазор випливає частина металу - облой, що закриває вихід з порожнини штампа й змушує інший метав заповнити всю порожнину. У кінцевий момент деформування в облой вижимаються надлишки металу, що перебувають у порожнині, що дозволяє не висувати високі вимоги до точності заготівель по масі. Штампуванням у відкритих штампах можна одержати кування всіх типів.

Штампування в закритих штампах характеризуються тім, що порожнина штампа в процес деформування залишається закритої. Зазор між рухливою й нерухливою частинами штампа постійне й невеликий, утворення в ньому облоя не передбачено. Пристрій таких штампів залежить від типу машини, на якій штампують. Наприклад, нижня половина штампа може мати порожнина, а верхня - виступ (на пресах), або верхня - порожнина, а нижня - виступ (на молотах). Закритий штамп може мати дві взаємно перпендикулярні площини рознімання .

При штампуванні в закритих штампах необхідно строго дотримувати рівності обсягів заготівлі й кування, інакше при недоліку металу не заповнюються гуляй порожнини штампа, а при надлишку розмір кування по висоті буде більше необхідного. Відрізка заготівель винна забезпечувати високу точність.

Схема до вибору площини рознімання з урахуванням розумів роботи деталі

 

При виборі площини рознімання необхідно враховувати використання поверхонь кування як бази при механічній обробці. Бази повинні бути циліндричними, без штампувальних ухилів. При цьому припуск на механічну обробку винний бути однаковий у напрямку обробки.

При штампуванні в закритих штампах площина рознімання вибирають по торцевій найбільшій поверхні деталі.

Припуски на механічну обробку регламентуються ДЕРЖСТАНДАРТ 7505 з урахуванням точності кування, що визначається видом устаткування й технологією ГОШ (відкриту або закриту) і призначаються в основному на сполучаються поверхні, щоМ.

Допуски враховують можливі відхилення від номінальних розмірів внаслідок недоштампування по висоті, зрушення частин штампів, їхнього зношування й т.п.

До ковальських напусків ставляться штампувальні ухили, внутрішні радіуси закруглень, перемички отворів.

Штампувальні ухили призначаються понад припуск, смороду підвищують відхід металу при механічній обробці й складнюють кування. Для зовнішніх поверхонь, внаслідок температурної усадки, ухили менше, ніж для внутрішніх поверхонь.

Всі пересічні поверхні сполучаються по радіусах. Це необхідно для кращого заповнення порожнини штампа й запобігання його від передчасного зношування й поломок. Радіуси округлення залежати від глибини порожнини штампа. Внутрішні радіуси округлення в 3...4разу більше, ніж зовнішні. Зовнішні радіуси звичайно становлять 1...6⁰

При штампуванні в штампах з одною площиною рознімання не можна одержати наскрізний отвір у куванні, тому наносять тільки позначку отвору з перемичкою-плівкою, що видаляється згодом у спеціальних штампах. Товщина перемички установлюється залежно від діаметра отвору, але не винна бути менш 4 мм. Отвору діаметром менш 30 мм не штампуються