§ 8. Производство заготовок ковкой

§ 8.1 Общая характеристика кузнечно-штамповочного производства.

Основные операции в кузнечно-штамповочном производстве подразделяют на 5 групп:

- заготовительные;

- непосредственно ковочные;

- штамповочные;

- завершающие;

- отделочные.

К заготовительным относится подготовка слитков или пруткового материала к ковке или штамповке, разделка его на штучные заготовки и нагрев.

К ковочным и штамповочным относятся все операции, ведущие к существенному изменению формы обрабатываемого слитка или заготовки. Операции ковки и объемной штамповки выполняются на молотах и прессовом оборудовании (вальцовка, накатка и другие операции осуществляются на специализированном оборудовании).

К завершающим относятся операции обрезки заусенца, образующегося у поковок при некоторых способах штамповки; операции прошивки и пробивки отверстий в штампованных поковках; операции термической обработки поковок.

К отделочным относятся правка и калибровка поковок, очистка их от окалины.

В качестве исходного материала для кузнечно-штамповочного производства применяют металлы в виде слитков, проката различных профилей, прессованных прутков и литые заготовки. Для ковки используют прокат только простейших профилей после разделки его на заготовки небольших и средних размеров. Для штамповки используют все виды проката разнообразных профилей, нормальной и повышенной точности, а также калиброванный металл. Штамповка литых заготовок имеет ограниченное применение.

§8.2 Особенности получения заготовок ковкой.

Ковкой получают заготовки в единичном и серийном производстве. В единичном и мелкосерийном производстве рациональнее изготовление ковкой мелких поковок массой от 0.8 – 2.2 кг и средних 20 – 350 кг. В тоже время ковкой можно изготавливать крупные заготовки для роторов и дисков турбин, котлов высокого давления, орудийных стволов, колонн гидравлических прессов, валков блюмингов и других крупногабаритных деталей.

Процесс ковки состоит из следующих этапов:

- нагрев металла;

- выполнение кузнечных операций (на одном прессе или молоте);

- первичная термическая обработка поковки (отжиг, нормализация).

Полуфабрикат поковки поступает в печь на дополнительный подогрев один или более раз в зависимости от сложности поковки.

Ковку выполняют на ковочных молотах и гидравлических прессах. На гидравлических прессах предпочтительно изготовлять фасонные поковки массой свыше 100 кг и простые поковки массой свыше 750 кг.

Материал поковок: углеродистые и легированные стали и легкие сплавы (ρ < 3,6 г/см³). Легкие: Al, Mg, Ti. Тяжелые: Cu, Zn, Ni, Si, Pb.

Припуски на сторону по сечению 2 – 40 мм, по длине 8 – 70 мм. Достижимая точность 16 – 17 квалитет. Шероховатость поверхности Rz = 320 – 40 мкм. Без использования подкладных штампов Rz =320 – 80 мкм, при их использовании Rz =80 – 40 мкм.

Ориентировочные размеры партии 50 – 200 шт. Коэффициент весовой точности поковок не превышает 0.3 – 0.4, что вызывает большой объем механической обработки. Поэтому в условиях мелкосерийного производства рекомендуется применять несложные подкладные штампы. При партиях поковок одного наименования более 30 – 50 штук применяют открытые или закрытые подкладные штампы. Это позволяет получать поковки относительно сложной формы без напуска с припусками и допусками на 15 - 20% меньше, чем при ковке универсальным инструментом. Подкладные штампы применяют для получения поковок массой до 150 кг, но преимущественно до 10 – 15 кг.

Поковки, получаемые обычной ковкой и в подкладных штампах.

а) Kв.т. = 0.6 б) Kв.т. = 0.68

обычная ковка с применением с применением подкладочных

универсальных инструментов штампов

Относительная себестоимость ковки составляют 130 - 220%, если за 100% принять горячую штамповку на молотах. По сравнению с другими методами, применяемыми в кузнечно-штамповочном производстве, ковкой получают наиболее простые конструктивные формы.