Операции ковки
Различают ковку предварительную и окончательную.
Предварительные операции
Биллетирование – превращение слитка в болванку или заготовку: включает сбивку ребер и устранение конусности.
Обжатие при биллетировании составляет 5…20 %. После биллетирования производят обрубку донной части слитка.
Рубка – применяется для отделения от основной заготовки негодных частей или для разделения заготовки на части.
Рубка производится в холодном и горячем состоянии. Схема рубки основана на действии деформирующей силы на малую площадь соприкосновения инструмента с заготовкой.
Рисунок 1. Схема рубки
Основные операции
Осадка – операция обработки давлением, в результате которой уменьшается высота, и одновременно увеличиваются поперечные размеры заготовок
(рис. 2, а).
При выполнении осадки требуется, чтобы инструмент перекрывал заготовку. Повторяя осадку несколько раз с разных сторон, можно привести заготовку к первоначальной форме или близкой к ней, получив при этом более высокое качество металла и одинаковые его свойства по всем направлениям.
Разновидностями осадки являются высадка и осадка разгонкой торца.
Высадка – кузнечная операция, заключающаяся в деформировании части заготовки (концевой части или середины).
Для проведения операции используют местный нагрев, например, в середине заготовки (рис. 2, б), или ограничивают деформацию на части заготовки кольцевым инструментом (рис. 2, в).
Рисунок 2. Схемы осадки и ее разновидностей
Осадка разгонкой торца позволяет уменьшить высоту и увеличить площадь ранее осаженной заготовки (рис. 2, г).
Протяжка (вытяжка) – кузнечная операция, в результате которой происходит увеличение длины заготовки за счет уменьшения площади ее поперечного сечения.
Операция заключается в нанесении последовательных ударов и перемещении заготовки, при этом между бойками во время удара находится только часть заготовки. После каждого обжатия заготовка продвигается на величину, меньшую, чем длина бойка (рис. 3, а).
Протягивать можно плоскими (рис. 3, а) и вырезными (рис. 3, б) бойками.
Протяжка на плоских бойках может выполняться двумя способами.
Первый способ. Протяжка выполняется по всей длине слитка или заготовки вначале с одной стороны, а после кантовки на 90 0 – с другой стороны и т.д.
Второй способ. Поочередная протяжка на плоских бойках (по винтовой линии) – после каждого обжатия следует кантовка на 900 в одну и ту же сторону, после каждых четырех обжатий следует подача. Способ применяется при ковке твердых инструментальных сталей.
Рисунок 3. Схемы протяжки и ее разновидностей
Разновидностями протяжки являются разгонка, протяжка с оправкой, раскатка на оправке.
Разгонка (расплющивание) – операция увеличения ширины части заготовки за счет уменьшения ее толщины (рис. 3, в).
Операция выполняется за счет перемещения инструмента в направлении, перпендикулярном оси заготовки.
Протяжка на оправке – операция увеличения длины пустотелой заготовки за счет уменьшения толщины ее стенки и уменьшения наружного диаметра (рис. 3, г).
Протяжку выполняют в вырезных бойках (или нижнем вырезном 3 и верхнем плоском 2) на слегка конической оправке 1. Протягивают в одном направлении – к расширяющемуся концу оправки, что облегчает ее удаление из поковки. Оправку предварительно нагревают до температуры 160…200 0 С.
Раскатка на оправке – операция одновременного увеличения наружного и внутреннего диаметров кольцевой заготовки за счет уменьшения толщины ее стенок (рис. 3, д).
Заготовка 5 опирается внутренней поверхностью на цилиндрическую оправку 6, устанавливаемую концами на подставках 7, и деформируется между оправкой и узким длинным бойком 4. После каждого обжатия заготовку поворачивают относительно оправки.
Протяжку с оправкой и раскатку на оправке часто применяют совместно.
Прошивка – операция получения в заготовке сквозных или глухих отверстий за счет вытеснения металла (рис. 4).
Инструментом для прошивки служат прошивни сплошные и пустотелые. Пустотелые прошивают отверстия большого диаметра (400…900 мм).
При сквозной прошивке сравнительно тонких поковок применяют подкладные кольца (рис. 4, б). Более толстые поковки прошивают с двух сторон без подкладного кольца (рис. 4, а). Диаметр прошивня выбирают не более половины наружного диаметра заготовки.
Гибка – операция придания заготовке или ее части изогнутой формы по заданному контуру (рис. 4, в).
Гибка сопровождается искажением первоначальной формы поперечного сечения заготовки и уменьшением его площади в месте изгиба (утяжка).
Этой операцией получают угольники, скобы, крючки, кронштейны.
Рисунок 4. Схемы прошивки (а, б), гибки (в), штамповки
в подкладных штампах (г)
Скручивание – операция, заключающаяся в повороте одной части поковки вокруг общей оси по отношению к другой ее части под определенным углом.
Различают два случая:
• поворот на угол до 180 0 – для пространственной ориентации отдельных частей;
• многократное скручивание на 360 0 – для придания витого характера (используется как элемент украшения композиций решеток, перил, лестниц и т.д.).
При изготовлении небольшой партии поковок с относительно сложной конфигурацией применяют штамповку в подкладных штампах (рис. 4, г). Подкладной штамп может состоять из одной или двух частей, в которых имеется полость с конфигурацией поковки или ее отдельных участков.
Технологический процесс ковки включает операции: резку исходной заготовки в требуемый размер, нагрев материала до требуемой температуры, формообразующую операцию, очистку заготовок от окалины, контроль поковки.
На практике обычно применяют нагрев в пламенной печи.
Основная операция включает переходы: установку – снятие заготовки, формоизменяющую операцию (осадку, вытяжку, прошивку и т.д.).
Очистку поковок от окалины осуществляют обдувкой стальной дробью, травлением в водных растворах серной или соляной кислоты.