Стальные заготовки для ковки и объемной штамповки. Исходными стальными заготовками для ковки и объемной штамповки являются слитки, обжатые болванки (блюмсы) и сортовой прокат.

Слиток является заготовкой для крупных кованых поковок, масса которых исчисляется в тоннах, а минимальная площадь наи­большего поперечного сечения превышает 1200 см² (0 > 390 мм, I сторона квадрата > 350 мм).

Слитки редко применяют для объемной штамповки

Г	/			р.
L	\		•с
	h	Н	Hi

Размеры, мм

слитка	корпуса слитка	поддона	прибыли	Н	h	н1	й1	d II
3000	2 350	130	520	1280	130	435	454	548
5 000	3 870	200	930	1450	170	490	554	655
7 000	5 470	220	1310	1670	170	530	530	740
9 700	7 400	250	2050	1710	170	640	725	858
11 200	8 700	400	2100	1920	190	640	726	858
13 300	10 400	450	2450	2080	190	680	764	904
15 900	12 400	500	3000	2200	190	710	822	968
19 500	15 100	700	3700	2375	240	765	872	1028
23 150	18 100	700	4350	2470	240	780	942	1102
27 600	21 600	800	5200	2635	240	815	1006	1172
31 750	24 700	1050	6000	2750	270	850	1054	1226
35 950	28 400	1150	6400	2775	270	885	1106	1295
42 150	33 200	1200	7750	3040	270	915	1174	1360
52 450	40 900	1950	9600	3210	340	965	1270	1466
62 850	49 400	2150	11 300	3430	340	1020	1352	1560
79 190	60 400	2300	13 490	3675	340	1070	1445	1644
87 600	68 200	3150	16 250	3720	390	1080	1548	1785
119 400	94 300	3500	21 600	4155	390	1220	1712	1958
145 000	113 700	4700	26 600	4440	475	1300	1812	2074
170 600	134 800	5000	30 800	4700	475	1355	1926	2200

Обжатая болван­ка (блюмы) (рис. 2, а) является заготовкой для сред­них кованых поковок, пло­щадь наибольшего поперечно­го сечения которых находится в пределах от 130 до 1200 см², или диаметр от 130 до 400 мм. Обжатую болванку приме­няют также для крупных штампованных поковок.

Сортовой прокат (рис. 2, б) является заготовкой для подав­ляющего большинства штампованных поковок. Сортовой прокат применяют также при изготовлении мелких кованых поковок, пло­щадь наибольшего поперечного сечения которых лежит в пределах от 20 дб 130 см².

Кроме обжатой болванки и сортового проката, для объемно штамповки используют профильный прокат (рис. 2, в прокат периодического профиля (рис. 2, г) и п о лосовую заготовку (рис. 2, д) (ГОСТ 103—57*).

§ 2. Разделка исходных материалов на заготовки

Зачистка и правка исходного материала. На поверхности слитке и проката бывают различные местные дефекты (плены, трещин и т. п.). Кроме этого, прокат может быть изогнутым. Перед разделко металла местные дефекты удаляют, а изогнутый прокат правят. Дефекты удаляют вырубкой пневматическим зубилом, зачисткой абр; зивным кругом, огневой зачисткой (выплавкой сварочным электродоа в холодном (углеродистые стали) или подогретом (инструментальнь стали) состоянии. При удалении дефектов со слитков наиболее дешево является огневая зачистка без подогрева. При большом количестн дефектов производят сплошную зачистку всей поверхности металла и обдирочных, строгальных или фрезерных станках.

Правку проката перед разделкой на заготовки производят на кривошипных или гидравлических прессах.

Виды разделки исходного материала на заготовки. Слитки и прокг подготавливают к ковке или штамповке по-разному. Слитки разделывают в процессе самой ковки, когда специальным инструменто (топорами) отрубают донную и прибыльную части.

Схема резки показана на рис. 3. Два ножа 2 и 5 закреплены в гнез­дах ползуна и станины ножниц. По упору 3 устанавливают длину заготовки 4, а прижим / прижимает пруток к нижнему ножу.

Возникающая пара сил вначале поворачивает пруток на угол ср₃ от первоначального положения, несмотря на наличие прижима. Отрезаемая часть прутка в процессе резки поворачивается больше,

чем остальной пруток, и к моменту окон­чания резки имеет угол ср_п (рис. 4).

Повороту прутка препятствует сила прижима Q, поэтому угол ф₃ невелик. Силы Р_в и Р_п являются равнодействующи­ми неравномерных напряжений смятия, действующих по торцам ножей.

Кромки ножей сминают металл и сре­зают его на глубину С, причем образуется блестящий поясок, перпендикулярно кото­рому действует пара сил Т. Врезание но­жей сопровождается утяжкой соседних участков металла.

На левую часть прутка действует сила Р„ и сила прижима Q, которые препят­ствуют повороту этой части прутка, в то время как на правую часть действует сила Р_в, поворачивающая отрезаемый конец на угол ф_п. Поэтому ф_п > ф₃. Эти углы ха­рактеризуют большее смятие металла ниж­ним ножом, чем верхним. С учетом силы Q и массы прутка силы, действующие со сто­роны верхнего и нижнего ножей, неодина­ковы и Р_н > Р_в.

Рабочие выемки в верхнем и нижнем ножах рас­полагаются на расстоянии Л_д по осевым кромкам и образуют овальноеРасстояние между центрами выемок ножей определяют по формуле

2т = 2 (0,05-=-0,2) Я.

От центра системы О откладывают вверх и вниз отрезки и проводят радиусы R, которые к торцам ножей переходят в прямые линии с уклоном р = 8 - 12°. Полезная часть рабочего хода верхнего ножа

x — D — {h_A—S),

где 5 — полный ход ножа.

Для гарантии резки и проталкивания отрезанной заготовки в тару величина х должна удовлетворять неравенству

x2s(0,8-*-0,9) D.

В технических характеристиках ножниц обычно указывается максимальное допускаемое сечение разрезаемого проката с пределом прочности при растяжении а_в = 45 кГ/мм² (450 Мн/м²). Допускаемое сечение стали с пределом прочности при растяжении, отличным от 45 кГ/мм² (450 Мн/м²), подсчитывают по формуле

Анодно-механические пилы применяют при ре: никелевых сплавов типа нимоник и некоторых других пластичны; прочных сплавов. Эти пилы имеют электроды-диски без зубьев.

К диску подводится электрический ток (дуга), который при ре: проходит через контакт — зазор между диском и разрезаемым мет лом, и получается быстрое оплавление в месте контакта. Кроме дис вых, анодно-механические пилы бывают также ленточными.

Резку абразивам и — вращающимися абразивными дискам! применяют при разделке высоколегированных хрупких сталей сплавов.

Ломка на штампах-хладноломах. Ломку на штампах-хлад ломах применяют для разделки стальных прутков из крупных прос лей диаметром 100 ч- 150 мм, в особенности из легированной ста. Штампы-хладноломы устанавливают на кривошипных или гидравли ских прессах. Имеются специальные го- _р ризонтальные гидравлические прессы- J хладноломы.

Газовая резка. Газовую резку применяют для разделки прутков из стали. Разделке подлежат преимущественно крупные профили со стороной квадрата до 300 мм.

Схема газокислородной резки показана на рис. 7. Смесь ацетилена и кислорода подается через подогревающий мундштук. Пламя на­правляется в первоначальную точ­ку реза и быстро нагревает металл до температуры его горения. За­тем через центральное отверстие горелки подается кислород и ме­талл сгорает. Шлаки расплавляются и выдуваются из полости реза.

Для газовой резки необходимы определенные свойства металла, перечисленные ниже.

1. Температура воспламенения металла должна быть ниже тем­пературы плавления (условие воз­можности осуществления процесса). За температуру воспламенения при­нимают температуру, при которой металл интенсивно окисляется струей кислорода, действующей на его нагретую поверхность. Высо­кокачественная газовая резка возможна при сгорании металла в твердом состоянии. Сталь, содержащая углерода более 0,7%, при резке одновременно горит и расплавляется, вследствие чего полость раздела получается широкой, а поверхность неровной.

2. Окислы металла должны быть жидкотекучими и обладать более низкой температурой плавления, чем металл (условие, обеспечиваю­щее выдувание шлака из полости раздела в жидком состоянии).

3. Теплота, выделяющаяся при сгорании металла, вместе с теплотой подогревающего пламени должны быть достаточными для поддержа­ния нагрева на уровне температуры воспламенения в течение всего периода резки (условие, необходимое для беспрерывности процесса резки).

Различают опти­мальный и техно­логически необ­ходимый интервалы температур ков-к и. Оптимальный темпе­ратурный интервал ковки определяется температура­ми начала и конца ковки, которые устанавливают на основании конкретных данных о поведении металла при различных температурах. Это максимальный интервал.

Г Необходимый интервал температур ковки (штамповки) опреде­ляется временем, необходимым для выполнения данной операции или ее части. Необходимый интервал температур ковки (штамповки) должен лежать в пределах оптимального интервала.

Оптимальный температурный интервал ковки (штамповки) зави­сит главным образом от химического состава металла и определяемых этим составом свойств. Оптимальный температурный интервал опре­деляют комплексом испытаний.

При установлении нижнего предела температур ковки необходимо учитывать массу поковки, наличие или отсутствие последующей термической обработки, способ охлаждения и т. п. Например, при большой массе поковки и высокой температуре окончания процесса ковки или штамповки поковка будет остывать медленно и размельчен­ное деформацией зерно может вырасти снова. При малой массе поковки (до 100 кг) температура конца ковки может быть более высокой, но ввиду быстрого охлаждения зерно не 'у^спеет вырасти и останется измельченным.