17

Операции свободной ковки – (Начало)

1. Введение.

2. Предварительные операции свободной ковки.

3. Основные операции свободной ковки.

3.1 Осадка, высадка.

3.2 Прошивка, пробивка, проколка и раздача.

1. Введение.

Ранее было отмечено, что среди видов ковки различают свободную ковку и штамповку. При получении изделий свободной ковкой исходный продукт обрабатывают многократным и прерывным воздействием универсального инструмента – кувалды, молота или пресса до приобретения им заданной формы и размеров. При этом смещаемый по высоте объем деформируемого тела имеет возможность свободного перемещения по контактной поверхности инструмента, что и обусловило название данного вида обработки металлов.

Широко свободная ковка используется и для изготовления художественных изделий. В этом случае свободная ковка находит применение, как правило, при индивидуальном и мелкосерийном производстве, она может выполняться ручным способом или машинным. Ковку осуществляют воздействием на металл с помощью специального инструмента – кувалд, молотков (ручников), бойков молотов и т.д.

В качестве исходных заготовок для художественной ковки применяют различного вида прокат, как сортовой, так и листовой. В результате при деформации изменяется структура исходной заготовки: при обработке деформированного полуфабриката исходные волокна изменяют направление и ориентируются по направлению течения металла и форме изделия.

Волокнистая структура определяет анизотропию механических свойств изделия, поэтому рекомендуется учитывать направление волокон в заготовке. Волокна должны либо огибать контур детали, либо совпадать с направлением максимальных эксплуатационных напряжений в детали.

Степень изменения (проработки) исходной структуры в поковке косвенно характе-

ризуют коэффициентом или степенью уковки:

,

где F₀ и F₁ – большая и меньшая площади поперечных сечений в каком либо направлении до и после деформации. Коэффициент уковки показывает, во сколько раз изменилось исходное сечение, и используется для расчета исходной заготовки. (ПОЯНИТЕ КАК ИМЕННО!). С повышением величины уковки механические свойства металла в направлении течения металла повышаются, но до определенного предела.

Практически при изготовлении художественных изделий из проката конструкционной стали рекомендуется степень уковки 1,1…1,3.

Замечание об эффективности процессов ковки.

В случаях, когда ковка НЕ ЯВЛЯЕТСЯ окончательной операцией и из поковки путем механической обработки изготавливается окончательная деталь, то ее масса, размеры и даже форма могут существенно отличаться от массы поковки. Эти отклонения зависят от несовершенства технологий, оборудования кузнечно-штамповочного производства и смежных с ним процессов термической, механической обработки и т.д.

Для сопоставления различных технологических процессов и оборудования по их эффективности принимают обобщенный показатель, называемый коэффициентом использования металла поковки при изготовлении из нее механической обработкой детали:

,

где G_Д и G_П – масса готовой детали и поковки.

Этот показатель характеризует степень совершенства формы поковки. В идеальном случае, когда поковка не требует механической обработки, К_ВТ=1. Для поковок свободной ковки К_ВТ=0,05…0,3; для горячей объемной штамповки 0,5…0,8; для холодной объемной и листовой штамповки 0,8…1,0.

Другим важным показателем, характеризующим степень совершенства кузнечно-штамповочной технологии, является выход годного:

,

где G_З – масса исходной заготовки.

При ковке из слитка =0,3…0,7; при ковке из проката 0,7…0,9; при горячей штамповке 0,7…0,8; при холодной штамповке 0,7…0,9. Произведение К_и.м.=К_ВТ  является суммарным коэффициентом использования металла заготовки на всем технологическом цикле. При свободной ковке К_и.м.=0,02…0,30; при горячей штамповке 0,3…0,7; при холодной штамповке 0,6…0,9. С точки зрения расхода металла – основной составляющей стоимости готовой детали – наименее выгодна свободная ковка и наиболее выгодна холодная штамповка.

Однако целесообразность того или иного способа производства определяется еще многими факторами, в том числе возможностями оборудования, стоимостью передела, серийностью изделий и др.

Технологический процесс свободной ковки состоит из ряда отдельных операций – законченных частей технологического цикла. По функциям, которые эти операции выполняют, их можно классифицировать следующим образом: предварительные, основные, вспомогательные и отделочные. Любой процесс изготовления изделия методом свободной ковки является сочетанием этих операций.

Операции ковки состоят из отдельных действий и перемещений заготовок и инструме-нта, называемых приемами. Приемы имеют специальные наименования. Переходом называют часть операции, которая выполняется без замены кузнечного инструмента и без перестановки заготовки. Проходом называют последовательные однотипные удары кузнечным инструментом по заготовке, в результате которых заготовка деформируется (удлиняется, укорачивается, расширяется, сужается, изгибается, скручивается и т. д.). Кантовкой называют часть операции, которая состоит из поворота заготовки вок-руг оси. Подачей называют часть операции, которая состоит из продольного или попереч-ного перемещения заготовки во время прохода. Изготовить одну и ту же поковку можно с большим или меньшим числом перехо-дов. Даже при изготовлении художественных изделий важно снизить себестоимость их изготовления (не в ущерб качеству естественно!). Поэтому кузнец должен знать, какие операции, приемы и инструмент использовать, чтобы как можно меньше затратить вре-мени, топлива и металла на получение той или другой поковки.