§ 16. Разработка технологического процесса ковки

1. Чертеж поковки составляется на основании чертежа готовой детали с учетом допусков на поковку, припусков на механическую обработку и напусков (рис. IV. 19, а). Для деталей сложной формы (с фланцами, уступами, выемками), когда длина или диаметр уступа малы по сравне- нию с размерами смежных участков, форма поковки упрощается. Увели- ченный в таком случае припуск называется напуском.

При составлении чертежа поковки необходимо обеспечить ее техно­логичность. Форма поковки должна быть простой (цилиндрической или плоской), следует избегать конических и клиновых поверхностей, ребер бобышек, выступов. При ковке надо обеспечить правильное направление волокон; они не должны пересекаться.

Размеры исходной заготовки для поковки рассчитывают с учетом от­ходов на угар, прибыли, обрубки и необходимой степени уковки.

2. Выбор и последовательность операций ковки зависит от формы по- ковки и технических требований на нее. Для сплошных деталей круглого и прямоугольного сечения (осей, валов, колонн, брусков, пластин и т. п.) общими операциями ковки являются: протяжка, комбинация протяжки с осадкой, прошивкой, рубкой, надрубкой уступов. Для одноколейных и

64

Ф120

многоколенных валов, крюков, кроме этих операций, необходимы закру­чивание и гибка. Для полых деталей малой высоты (бандажи, диски, кольца) применяют осадку, комбинацию осадки с протяжкой, прошивкой, рубкой, раскаткой на оправке; для протяженных полых деталей (цилинд­ры, барабаны, валы) — протяжку, комбинацию протяжки с осадкой, прошивкой, раскаткой на оправке.

На рис. IV. 19 показана схема технологического процесса ковки рыча­га с вилкой (рис. IV. 19, б), включающая операции протяжки (рис. IV. 19, г, д, е, з), надрубки (рис. IV. 19, в, г, ж) и гибки (рис. IV. 19, ж).

Глава 6 горячая объемная штамповка

§ 17. Сущность процесса и виды штамповки

1. Характеристика процесса. Объемная штамповка — процесс изго- товления поковок в штампах, при котором течение металла в стороны во время деформирования ограничено поверхностями отдельных частей штампа. Рабочая полость штампа при замыкании его составных частей в конце штамповки — ручей —• соответствует форме поковки.

По сравнению со свободной ковкой объемная штамповка имеет такие преимущества: 1) в 50—100 раз большая производительность (десятки и сотни поковок в час); 2) большая однородность и точность поковок (припуски и допуски на поковку в 3—4 раза меньше, чем при ковке), благодаря чему значительно уменьшается расход металла в стружку; 3) возможность получения поковок сложной формы без напусков; 4) вы­сокое качество поверхности. На одном штампе в зависимости от сложности, материала и массы заготовки и способа штамповки можно изготовить от 10 до 25 тысяч поковок.

К недостаткам объемной штамповки относятся: сложность и дорого­визна инструмента-штампа (иногда нескольких), ограниченность массы поковок (0,3—100 кг, в отдельных случаях до 3 т), так как усилия дефор­мирования при штамповке гораздо выше, чем при ковке.

Наиболее эффективна объемная штамповка в крупносерийном и массовом производствах.

2. Виды штампов и способы штамповки. Различают объемную штам- повку в открытых и закрытых штампах.

В открытых штампах (рис. ^.20, а) между подвижной и неподвижной частями штампа имеется зазор — заусеночная (или облойная) канавка, в которую вытекает избыточный объем металла заготовки. Образующийся при этом заусенец (облой) затем обрезается.

В закрытых штампах (рис. IV.20, б) деформирование металла протека­ет в закрытой полости. Штамповка происходит без образования заусен­ца, и в этом случае расход металла меньше, но предъявляются повышенные требования к точности объема заготовки. Микроструктура металла поко­вок при штамповке в закрытых штампах более благоприятна, так как волокна металла нигде не пересекаются. Штамповка в закрытых штам­пах позволяет получить большую степень деформации и штамповать

малопластичные сплавы. Закрытые штампы могут быть с одной и с двумя плоскостями разъема (рис. IV.20, б). Близкой к схеме штамповки в закры­тых штампах является штамповка выдавливанием (рис. IV.20, г).

Поковки простой формы штампуют в одноручьевых штампах — с одной полостью. Сложные поковки с резкими изменениями сечения по длине изготовляют в многоручьевых штампах с последовательным деформирова­нием заготовки в нескольких ручьях с постепенным приближением ее к окончательной форме поковки.

3. Ручьи штампов в многоручьевых штампах разделяют на заготови­тельные и штамповочные.

Заготовительные ручьи предназначены для получения фасонной за­готовки, и в них металл перераспределяется для подготовки к оконча­тельной штамповке. В заготовительных ручьях производят: осадку (обычно на плоской площадке штампа); протяжку — удлинение части заготовки 3 (рис. IV.20, д); подкатку — местное увеличение сечения за­готовки за счет утонения соседних участков (рис. IV.20, е); пережим — уширеиие заготовки поперек ее оси; формовку — для придания заго­товке формы, приближающейся к форме поковки в плоскости разъема (рис. IV.20, ж); гибку (рис. IV.20, з), а также отрубку заготовок при штамповке из прутка.

Штамповочные ручьи бывают дерновые (предварительные) и чистовые (окончательные). Черновой ручей не имеет облойной канавки. Его назна­чение — предохранить чистовой ручей от изнашивания. Форма черно­вого ручья такая же, как у чистового, но радиусы закруглений и штампо­вочные уклоны несколько больше. Чистовой ручей является точным ото­бражением поковки, но с размерами, большими на величину усадки при остывании (около 1,5 %). По периметру чистового ручья располагается канавка для облоя. Она состоит из узкого мостика / (рис. IV.20, а) и ма­газина 2, Назначение мостика — затруднить выход металла из ручья, чтобы создать в полости штампа высокое давление, и облегчить обрезку облоя.