2943

Введение

Свободной ковкой называется обработка металлов давлением с помощью специального инструмента – бойков, один из которых (верхний) крепится к подвижному органу кузнечной машины (бабе молота или ползуну пресса), а второй (нижний) закрепляется на шаботе молота или столе пресса. Верхний боек совершает воз- ратно-поступательные движения, а нижний неподвижен.

Бойки – это закрепляемый инструмент. Кроме них используется вспомогательный инструмент (топоры, раскатки, прошивни, обжимки и т.д.).

Основными операциями свободной ковки являются: протяжка, осадка, высадка, раскатка, рубка, гибка, кручение [3, 4].

Кованные заготовки имеет смысл использовать для ответственных деталей, испытывающих большие знакопеременные и динамические нагрузки и имеющих сравнительно простую форму с плоскими или цилиндрическими поверхностями (сплошные или с одним цилиндрическим отверстием, бруски квадратные и прямоугольные, диски, валы, оси ступенчатые, кольца, втулки и цилиндры).

Ковка находит применение в машиностроении, в ремонтномеханических цехах при единичном и мелкосерийном производстве поковок. Иногда применяется и в серийном производстве, и даже массовом (например, вагонные оси). Масса поковок может быть от доли килограмма до 200 т.

Для получения поковок в качестве исходных заготовок применяются: для крупных поковок (от 300 кг и выше) – слитки; для мелких и средних поковок – сталь горячекатаная круглая, квадратная, болванка обжатая (блюм) и другие профили сортового проката. В зависимости от массы поковки ковка может производиться на ковочных молотах и гидравлических прессах (при массе более 1 т).

Подготовка слитков к ковке заключается в удалении с поверхности слитка обнаруженных дефектов.

3

1. Разработка чертежа поковки

Чертеж поковки составляется на основании чертежа готовой детали с учетом припусков на механическую обработку, напусков на упрощение формы поковки и допусков на точность ковки.

1.1. Припуски, допуски, напуски

Припуск – слой металла на поверхности поковки, подлежащий удалению механической обработкой для получения готовой детали требуемых размеров и чистоты поверхности. Размеры детали увеличивают на величину припусков в местах, которые подлежат механической обработке (знак « »).

Допуск – допустимое отклонение размеров поковки, обусловленное невозможностью ее изготовления с абсолютно точными размерами. Допуск равен разности между наибольшим и наименьшим предельными размерами поковки. Допуск назначается на все размеры поковки.

Напуск – дополнительный объем металла, добавляемый к поковке сверх припуска для упрощения ее формы, что облегчает процесс ковки. Напуски удаляют последующей механической обработкой. Поковки должны быть простыми, очерченными плоскостями и цилиндрическими поверхностями. Следует избегать в поковках клиновидных и конических форм, а также пересечения цилиндрических поверхностей между собой и с призматическими поверхностями.

Численные значения величины припусков, допусков и напусков назначают по соответствующим таблицами стандартов. Для поковок большого веса (до 130 т), изготавливаемых свободной ковкой из слитков, на прессах используют ГОСТ 7062–90 [1].

Средние и мелкие поковки массой до 700 кг куют из сортового проката на паровоздушных и пневматических молотах, определяя припуски и допуски согласно ГОСТ 7829–70 [2].

Пример назначения припусков и допусков на поковки сплошного круглого сечения показан на рис. 1 и в табл. 1, 2.

5

Таблица 4

Припуски и допуски на поковки типа дисков (при H ≤ D и d ≤ 0,5D), изготавливаемые на молотах (ГОСТ 7829–70), мм

1.2. Последовательность составления чертежа поковки

Тонкой сплошной линией выполняют эскиз готовой детали. На контур детали более толстой сплошной линией наносят эскиз поковки с учетом припусков, допусков, напусков. На нем проставляют все размеры.

Номинальные размеры детали проставляют в скобках под размерной линией, а номинальные размеры поковки с допусками – над ней. Типовое оформление эскиза детали и поковки вала показано на рис. 2, 3.

Рис. 2. Эскиз детали вала

9

Рис. 3. Эскиз поковки вала

2. Расчет объема и массы поковки

Объем поковки определяется как сумма объемов отдельных ее частей. Это должны быть простые геометрические фигуры. Расчет ведется по номинальным поковочным размерам. Умножение объема поковки на плотность металла дает массу поковки.

3. Определение массы и размеров заготовки из проката

где mз – масса заготовки; mп – масса поковки; mу – масса отхода на угар (2 % от массы нагреваемого металла под ковку); mобс – масса отхода на обсечки (2,5 % от массы нагреваемого под ковку металла); mвыд – масса выдры (подсчитывается по ее размерам).

Объем металла при прошивке (выдра) составит:

где К – коэффициент, равный 0,2 при прошивке с кантовкой сплошными прошивнями и 0,7 при прошивке с подкладными кольцами; H – высота поковки; d – диаметр отверстия.

Определив массу заготовки для поковки и разделив ее на плотность материала, рассчитывают объем заготовки. Зная массу готовой детали, можно найти коэффициент использования металла Ки и коэффициент выхода годного металла Кв:

10