3.7. Ковка

3.7.1. Основные операции свободной ковки

Ковкой называют процесс горячей обработки метал­лов давлением, при котором путем многократного и прерывистого действия инструмента металл пластически деформируется, посте­пенно приобретая заданные форму, размеры и свойства.

Ковку называют свободной потому, что при деформировании металл течет свободно в направлениях, не ограниченных поверхностями инструмента. Свободная ковка является рациональным и экономически выгодным процессом изготовления качественных изделий в условиях мелкосерийного и индивидуального производства. Свободной ковкой изготовляют поковки, масса которых составляет от нескольких десятков граммов до 300 т и более. Все поковки, масса которых превышает 1 т, изготовляют только свободной ковкой.

Свободную ковку разделяют на ручную, применяемую для штуч­ного изготовления поковок небольшой массы, и машинную, осуществляемую с помощью молотов и прессов.

Основными операциями свободной ковки являются осадка, про­тяжка, прошивка, гибка, закручивание, рубка и кузнечная сварка.

Осадка (рис. 3.14, а) — уменьшение высоты заготовки с одновре­менным увеличением ее поперечных размеров. Заготовки, в которых отношение высоты к диаметру или меньшей стороне сечения боль­ше 2,5, осаживать не рекомендуется во избежание возможного про­дольного искривления. Осадку выполняют для получения из заго­товки малого сечения поковки с большим поперечным сечением, а также для улучшения структуры и механических свойств металла поковок, в том числе для выравнивания свойств вдоль и поперек оси поковок. Поковки дисков, шестерен и аналогичных им деталей изготовляют только осадкой. Осадку производят бойками или осадочными плитами.

Высадка (рис. 3.14, б) является разновидностью осадки, при ко­торой увеличивается поперечное сечение части заготовки с одно­временным уменьшением ее продольных размеров.

Протяжка (рис. 3.14, в) — увеличение длины заготовки с одно­временным уменьшением ее поперечных размеров. Протяжку при­меняют для изготовления валов различного назначения, тяг, рычагов, колонн и т. д. Протяжку выполняют в верхнем и нижнем плоских, верхнем плоском и нижнем вырезном и в обоих вырезных бойках.

Разновидности протяжки: раскатка (рис. 3.14, г) и протяжка на оправке (рис. 3.14, д). При раскатке происходит увеличение наруж­ного и внутреннего диаметров прошитой заготовки за счет после­довательного (по участкам) уменьшения толщины ее стенки. Ин­струментами для раскатки служат плоский боек, оправка и люнет.

При протяжке осаженная и прошитая заготовка, надетая на оп­равку, протягивается в нижнем вырезном и верхнем плоском или в обоих вырезных бойках.

Раскаткой делают кольца, венцы зубчатых шестерен и другие подобные поковки, а протяжкой на оправке — обечайки, сосуды высокого давления, стволы артиллерийских орудий и другие по­ковки.

Рис. 3.14. Схемы основных операций свободной ковки

Гибка (рис. 3.14, е) — придание заготовке изогнутой формы по требуемому контуру. Гибку осуществляют в подкладных штампах и приспособлениях.

Закручивание (рис. 3.14, ж) — поворот вокруг продольной оси одной части заготовки относительно другой на заданный угол. Закручивание осуществляют вручную или с помощью крана воротка­ми или вилками. Наиболее часто закручивание применяют при из­готовлении коленчатых валов.

Рубка (рис. 3.14, з) — отделение одной части поковки или заго­товки от другой. Рубку осуществляют топорами для удаления лиш­них концов поковок или для разделения длинной поковки на более короткие части. Разновидность рубки — вырубка, при которой часть металла в поковке или заготовке удаляется по замкнутому контуру.

Прошивка (рис. 3.14, и, к) — образование отверстия в заготовке вследствие вытеснения металла. Прошивка может служить само­стоятельной операцией для образования отверстия, либо подгото­вительной операцией для последующей раскатки или протяжки за­готовки на оправке. Отверстия диаметром до 400…500 мм проши­вают сплошным прошивнем с применением подкладного кольца, а отверстия с диаметром более 300…900 мм прошивают полым про­шивнем, применяя в случае большой высоты заготовки, надставки.