книги из ГПНТБ / Повышение точности поковок С. И. Ключников. 1960- 23 Мб

чи с наименьшим расходом воздуха. Ремонт муфелей состоит в замене их новыми (если муфель прогорел) или в подмазке щелей.

Для облегчения ремонта передняя и задняя стенки печей сделаны съемными, а кладка выполнена так, что окно, в которое заделы­ вается муфель, можно разобрать.

Фиг. 49. Комбинированная кузнечная печь с защитной атмосферой со сбор­

13— игольчатый воздушный вентиль; 14 — дроссельная шайба.

ОЧИСТКА ОКАЛИНЫ С НАГРЕТЫХ ЗАГОТОВОК

В тех случаях, когда по имеющимся в кузнечном цехе средствам предупредить образование окалины в процессе нагрева заготовок не представляется возможным, следует пользоваться устройства­

120

ми для очистки окалины с нагретых заготовок непосредственно перед их пластическим деформированием. Способы «горячей» очи­ стки окалины не являются радикальными, так как, давая безупреч­ ное состояние поверхности по окисленности, они не изменяют глу­

бины обезуглероженного слоя и величины зерна, полученных в результате пламенного окислительного нагрева.

Удаление окалины с нагретых заготовок производится пневма­ тическими, механическими и гидравлическими устройствами. К пневматической очистке относится распространенный в кузнеч­ ной практике способ обдувки нагретой заготовки сжатым воздухом

или паром после первых ударов, обивающих окалину. При штам­ повке на молотах можно пользоваться отработанным паром или воздухом давлением 1,5—2 ат. При штамповке на кривошипных

прессах давление струи необходимо доводить до 3—5 ат. Объяс­

няется этом тем, что под прессами окалина плохо отламывается от изделий и пневматическая обдувка помогает оторвать треснувшую корку окалины от заготовки. Эффективность этого способа, особен­ но при штамповке на прессах, нельзя считать удовлетворительной,

так как при этом возможен брак по заштамповке окалины и свя­ занная с этим чернота при механической обработке поковок.

Несмотря на большую стабильность в работе горизонтально-ко­ вочной машины, припуски при высадке поковок даются больше, чем при штамповке на молотах. Это объясняется худшими усло­ виями обивки окалины в процессе высадки поковок на горизонталь­

но-ковочной машине. Удаление окалины из ручьев матриц горизон­ тально-ковочной машины обычно производится смыванием окали­ ны струями воды, подаваемой для охлаждения штампов. При горизонтальном положении половинок штампов на молотах и прес­

сах целесообразно совмещать дутьевой воздух или пар с соляным

раствором, для лучшего удаления остатков окалины из чистовых

ручьев.

Из механических способов обивки окалины следует назвать сле­ дующие:

а) обивку ударами нагретой заготовки о наковальню; б) очистку скребком или щеткой; в) очистку в нарезных роликах;

г) очистку на конвейерной ленте с зубчатой пластиной.

Способ обивки окалины ударами о наковальню не требует по­ яснений. Простым и доступным приспособлением для горячей очистки окалины являются скребки (фиг. 50). Скребки состоят из металлических пластин 1 с полукруглыми вырезами 2 на боках. Пластины стягиваются анкерными болтами и прокладываются планками 3 толщиной от 10 до 15 мм. Скребок укрепляется к кар­ касу печи на отметке 800—1000 мм от пола. Такое устройство

удобно, например, для очистки нагретых концов прутков перед высадкой на горизонтально-ковочной машине. Устройство, состоя­ щее из металлических щеток, для очистки горячей окалины

(фиг. 51), имеет на каждую щетку отдельный электродвигатель. Щетки сделаны из металлической проволоки. Количество щеток

121

от двух до трех. При изменении диаметров обиваемых заготовок расстояние между щетками регулируется путем передвижения электродвигателей, установленных на салазках. Диаметр щеток

250—350 мм, ширина 50—100 мм.

Фиг. 50. Скребковое устройство для очистки окали­ ны с нагретых кузнечных заготовок.

Кроме скребков и щеток применяются также очистные устрой­ ства, выполненные в виде двух барабанов с закрепленными на них отрезками цепей. Отрезки цепей длиной 300—400 мм,

сечением звена 6—8 мм одним концом закрепле­

ны на поверхности бара­ банов в шахматном по­

рядке. Барабаны кинема­ тически связаны с кузнеч­ ной машиной. При враще­ нии барабанов свободные

концы цепей наносят ряд последовательных ударов по нагретой заготовке,

(фиг. 52) состоят из двух роликов, имеющих зубчатую насечку, по

вогнутому контуру желобков. Ролик 1 осями входит в подшипники,

которые имеют возможность скользить вверх и вниз в вертикаль-

122

ном вырезе рамы 4. Ось ролика 2 занимает постоянное положение. Пружина 3 прижимает ролик 1 к нагретой заготовке, пропускаемой между роликами. Зубья желобов роликов разламывают и дробят

Фиг. 52. Роликовое устройство для очистки окалины с нагретых кузнечных заготовок.

окалину, которая падает вниз. Двухкратное проталкивание заго­ товки через ролики обычно обеспечивает полную обивку окалины.

Более совершенным является конвейеризиро­ ванное устройство, в ви­ де бесконечной ленты,по­ казанное на фиг. 53. К ленте 2, приводимой в

123

ко больше диаметра очищенной заготовки. Нагревальщик сбрасы­ вает заготовку из печи на движущуюся ленту, которая затягивает заготовку 1 под колодку 4. Оказавшись между валиком и движу­ щейся лентой, заготовка, вращаясь, начинает подпрыгивать между валиком и пластинами 6, в результате чего окалина разламывается

заготовки по рольгангу к кольцу автоматически включается подача воды и 38 радиально направленных струй сбивают с заготовки окалину. Как только заготовка проходит кольцо, подача воды ав­ томатически отключается. Расход воды составляет 14 л/сек-, сила струи достигает 5,4 кГ. При достаточном количестве воды давле­ ние может быть понижено за счет увеличения расхода воды. Изме­ нение теоретической мощности водяной струи в зависимости от диаметра сопла и давления при к. п. д. = 100% показано на фиг. 54.

Наряду с механическим воздействием струя воды охлаждает окалину, а так как коэффициент усадки окалины и металла раз­

личен, то окалина трескается и отскакивает. Таким образом, воз­ действие струи на горячую окалину следует рассматривать как. процесс термомеханический, в котором кинетическая энергия

струи воды вместе с объемными изменениями корки металла обес­

печивает эффективную обивку окалины.

Устройства для гидравлической очистки окалины с нагретых заготовок бывают периодического и непрерывного действия, в за­ висимости от типа кузнечного производства. В установках пери-

124

•одического действия вода подается только в момент нахождения

Фиг. 55. Камерное гидроочистное устройство для очистки нагретых кузнечных заготовок:

а —вид установки; б — трубки с соплами, помещенные в камере lt

Фиг. 56. Устройство для гидравлической очистки окалины с нагретых кузнечных заготовок.

новлены три трубки (см. фиг. 55,6) с отверстиями-соплами для по­ дачи воды высокого давления и обрызгивания горячей заготовки. Сечение, наклон и взаимное расположение сопел обеспечивают все­

стороннюю обивку окалины. Включение и отключение воды произ­ водится с помощью педали, соединенной с распределительным кла­ паном (дистрибутором). Время пребывания горячей заготовки в зоне

125

струй исчисляется 1—2 сек., поэтому охлаждающее действие воды

ничтожно.

На фиг. 56 показано устройство для гидроочистки окалины,

установленное в кузнечном цехе одного из автомобильных заво­ дов. Металлический кожух 1 без дна установлен на четырех опорах 3. Боковые стенки кожуха для стока воды сделаны с укло­ ном вглубь, что обеспечивает скопление воды в резервуаре 4. Вни­ зу резервуара имеется сливная труба, по которой вода уходит

Фиг. 57. Гидроочистное устройство периодического действия (США).

в отстойник. Для освобождения дна резервуара от скопившейся

окалины его выдвигают из-под кожуха, для чего предусмотрены четыре катка. Вода высокого давления (100—170 ат) через рас­ пределительный клапан 5 подводится к трубе, изогнутой по радиу­ су, имеющей сопла 6 в радиальном направлении, расположенные по внутреннему контуру трубы. Оси сопел сходятся в одной точке,

лежащей на осевой линии очищаемой заготовки. Нагретые заго­ товки 7 подаются внутрь кожуха по направляющим 2 на проход или обратным движением рук и клещей возвращаются в исходное положение. Насадки сопел с осями, сходящимися под углом 13°, имеют живое сечение отверстия диаметром 0,75 мм. В зависимости от диаметра очищаемой заготовки количество насадок может меняться. Устройство имеет управление от педали. Вода расхо­ дуется только в момент нахождения заготовки в зоне струй. При

мелкосерийном производстве в патрубок 8 вставляются втулки, имеющие различный диаметр. Скрепление сменных втулок с

126

патрубками осуществляется шиповым соединением. Некоторые

затруднения при эксплуатации обнаруживаются в связи с загряз­ нением воды окалиной, поэтому должны предусматриваться фильтры для очистки воды высокого давления. Фильтр встраи­ вается в запорный клапан.

Как на разновидность гидроочистной установки периодическо­ го действия можно указать на конструкцию, представленную на фиг. 57. Установка представляет собой сваренную из толстолисто­ вого металла коробку с размерами: длина 1250 мм, ширина

Фиг. 58. Конвейеризированное устройство непрерывного действия для обивки окалины с нагретых кузнечных заготовок:

1 — конвейер; 2 — кожух; 3 — заготовка; 4 — сопла; 5 — конвейер; 6 — поворотный стол; 7 — штамповочный пресс.

750 мм, высота 875 мм. Дно коробки с уклоном и имеет отверстие диаметром 180 мм, по которому вода смывает окалину в отстой­ ный резервуар. Вода через сливную трубу, расположенную в верх­

ней части отстойника, стекает в канализационный коллектор. Подводка воды высокого давления к кожуху осуществляется с че­ тырех сторон. Сопла установлены под углом к оси цилиндра*, так

что окалина очищается как бы скребком. Установка приводится в

действие при помощи электромеханического включателя в тот момент, когда заготовка находится в камере аппарата.

Заготовки, штампуемые п'о всей длине за один нагрев, очища­ ются в гидравлической установке конвейерного типа, показанной на фиг. 58.

127

ГЛАВА III

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ПОКОВОК ПРИ ШТАМПОВКЕ

При современном состоянии и уровне кузнечного производства ■важным направлением в повышении точности поковок является переход при их изготовлении от свободной ковки на штамповку.

Сравнительные веса поковок, изготовленных свободной ковкой и штамповкой, приведены в табл. 26.

При свободной ковке с применением простых и неточных инст­ рументов (плоские бойки) получаются поковки грубой формы, с большими припусками на последующую механическую обработку.

Применение подкладного инструмента с прямолинейным и фасон­

ным рабочим профилем обеспечивает снижение припусков и луч­ шее оформление поковки. Штамповка на штамповочных молотах в закрепленных штампах еще более снижает припуски и напуски,

приближая форму и размеры поковки к форме и размерам гото­

вой детали. Штамповка на кривошипных ковочно-штамповочных

прессах и горизонтально-ковочных машинах жесткой конструкции еще более способствует дальнейшему повышению точности поко­ вок, за счет устранения напусков и уменьшения поля рассеивания размеров. Наконец, применение специальных штампов — колено­ рычажных, многопереходных, чистовых (отделочных), закрытых и т. д. в сочетании с технологией точного раскроя и качественного нагрева, точного изготовления штампов и очистных операций

позволяет получать поковки с чистой поверхностью, с минималь­ ными припусками и стабильными допусками.

Втабл. 27 приведены коэффициенты использования металла при разных способах изготовления шестерен.

Втехнологии штамповки, обеспечивающей повышение точности

поковок, возможны следующие типичные случаи:

Первый случай, когда вес поковки уменьшается за счет повыше­ ния точности формы, а припуски на обработку и допуски на размер остаются прежними. Такой случай показан на фиг. 59, I. Повы­ шение точности формы здесь достигнуто за счет некоторого изме­ нения первоначальной формы ручья штампа, обеспечившего полу­ чение на фланце кольцевой выемки и выемок с обеих сторон торца