4. Ковка.

Сущность процесса. Ковка – вид горячей обработки металлов давлением, при котором металл деформируется с помощью универсального инструмента (в качестве которого применяют плоские или фигурные, вырезные) бойки, а также различный подкладной инструмент.

Ковкой получают заготовки для последующей механической обработки. Эти заготовки называют коваными поковками, или просто поковки.

Ковка является единственно возможным способом изготовления тяжёлых поковок (до 250 т).

Исходными заготовками для ковки тяжёлых крупных поковок служат слитки массой до 320 т. Поковки средней и малой массы изготовляют из блюмов и сортового проката квадратного, круглого или прямоугольного сечений.

Основные операции ковки и применяемый инструмент. 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.

Осадка – операция уменьшения высоты заготовки при увеличении площади её поперечного сечения. Разновидностью осадки является высадка (рис.16,а). Осадкой не рекомендуется деформировать заготовки, у которых отношение высоты h_заг к диаметру d_заг больше 2,5, так как в этом случае может произойти продольное искривление заготовок.

Разновидность осадки является высадка (рис.16, б), при которой металл, осаживают лишь на часть длинны заготовки.

Рис. 16. Схемы осадки (а) и высадки (б)

Протяжка – операция удлинение заготовки или её части за счёт уменьшения площади поперечного сечения. Деформация при протяжке может быть выражена величиной уковки:

У = F_н / F_к,

где F_н – начальная площадь поперечного сечения; F_к – конечная площадь поперечного сечения после протяжки.

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

Протяжка имеет ряд разновидностей: разгонка, протяжка с оправкой, раскатка на оправке рис.17.

Разгонка – операция увеличение ширины части заготовки за счёт уменьшения её толщины (Рис.17,г). Протяжка с оправкой – операция увеличения длины пустотелой заготовки за счёт уменьшения её стенок (рис.17., д). Раскатка на оправке – операция одновременного увеличения наружного и внутреннего диаметров кольцевой заготовки за счёт уменьшения толщины её стенок (рис.17., е).

Прошивка – операция получения полостей в заготовке за счёт вытеснения металла. Прошивка сопровождается отходом (выдрой) (рис.18, а).

Отрубка – операция отделения части заготовки по незамкнутому контуру путём внедрения в заготовку деформирующего инструмента – топора (рис. 18, г).

Гибка – операция придание заготовке изогнутой формы по заданному контуру (рис. 18, е).

Перечисленными операциями ковки трудно изготовить поковки с относительно сложной конфигурацией. Поэтому при изготовлении небольшой партии таких поковок применяют так называемую штамповку в подкладных штампах.

Рис. 17. Схема протяжки и её разновидности:

1 – оправка; 2 – верхний плоский боёк; 3 – нижний вырезной боёк; 4 – узкий длинный боёк; 5 – кольцевая заготовка; 6 – цилиндрическая оправка

Рис.18. Схема операций ковки:

а – двусторонняя прошивка; б – сквозная прошивка; в – прошивни; г – отрубка; д – топоры; ж – штамповка в подклодных штампах