Изготовление поковок машиностроительных деталей Ковка

Процесс ковки состоит из чередования в определенной последовательности основных и вспомогательных операций. Каждая операция определяется характером деформирования и применяемым инструментом.

К основным операциям ковки относятся осадка, протяжка, прошивка, отрубка, гибка.

О садка – операция уменьшения высоты заготовки при увеличении площади ее поперечного сечения. Осаживают заготовки между бойками или подкладными плитами (слева на рисунке осадка в кольцо).

Заготовки, у которых отношение высоты к диаметру более 2,5, осаживать не рекомендуется во избежание возможного коробления.

Течение металла при деформировании сопровождается скольжением его частиц по поверхности инструмента. В результате между инструментом и заготовкой возникают напряжения контактного трения, направленные против течения металла. Наличие трения вызывает увеличение усилия деформирования, повышает износ инструмента, является причиной неоднородности деформации. При осадке в результате действия сил трения заготовка приобретает характерную бочкообразную форму, а различные ее части деформируются с разной степенью деформации.

Протяжка – операция удлинения заготовки или ее части за счет уменьшения площади поперечного сечения. Протяжку производят последовательными ударами или нажатиями на отдельные участки заготовки, примыкающие один к другому, с подачей заготовки вдоль оси протяжки и поворотами ее на 90⁰ вокруг этой оси. При каждом нажатии уменьшается высота сечения, увеличиваются ширина и длина заготовки. Общее увеличение длины равно сумме приращений длин за каждое нажатие, а уширение по всей длине одинаково.

П ротяжку осуществляют плоскими и вырезными бойками. При протяжке на плоских бойках в центре изделия могут возникнуть (особенно при протяжке круглого сечения) значительные растягивающие напряжения, которые приводят к образованию осевых трещин. При протяжке с круга на круг в вырезных бойках силы, направленные с четырех сторон к осевой линии заготовки, способствуют более равномерному течению металла и устранению возможности образования осевых трещин.

Деформация при протяжке может быть выражена величиной уковки:

У=F_н/F_к,

Где F_н - начальная (большая) площадь поперечного сечения; F_к - конечная (меньшая) площадь поперечного сечения после протяжки.

Чем больше уковка, тем лучше прокован металл, тем выше его механические свойства. Поэтому протяжку применяют не только для получения поковок с удлиненной осью (валы, рычаги, тяги и т.д.), но и в чередовании с осадкой – для большей уковки металла заготовки.

Прошивка – операция получения полостей в заготовке за счет вытеснения металла. Прошивкой можно получить сквозное отверстие или углубление (глухая прошивка). Инструментом для прошивки служат прошивни сплошные и пустотелые (последние – для прошивки отверстий больших диаметров). При сквозной прошивке сравнительно тонких поковок применяют подкладные кольца. Более толстые поковки прошивают без подкладных колец с двух сторон. Диаметр прошивня выбирают не более ½…1/3 наружного диаметра заготовки. Прошивка сопровождается отходом (выдрой).

Отрубка – операция отделения части заготовки по незамкнутому контуру путем внедрения в заготовку деформирующего инструмента – топора. Отрубку получают для получения из заготовок большой длины нескольких коротких, для удаления излишков металла на концах поковки, а также прибыльной и донной частей слитков.

Г ибка – операция придания заготовке изогнутой формы по заданному контуру. Этой операцией получают угольники, скобы, крючки и т.д. Гибка сопровождается искажением первоначальной формы поперечного сечения заготовки и уменьшением его площади в зоне изгиба, называемым утяжкой. Для компенсации утяжки в зоне изгиба заготовке придают увеличенные поперечные размеры. При гибке возможно образование складок по внутреннему контуру и трещин по наружному. Во избежание этого по заданному углу изгиба подбирают соответствующий радиус скругления.

Перечисленными операциями ковки трудно изготовить поковки сложной формы. При изготовлении небольшой партии таких поковок применяют штамповку в подкладных штампах. Подкладной штамп может состоять из одной или двух частей, в которых имеется полость с конфигурацией поковки или ее отдельного участка. В подкладных штампах изготавливают головки болтов, диски со ступицей и т.д.