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

за два удара в 1-м ручье и замер общей дли­ ны оси

Ковка «черных» деталей. На заводе транспортного машино­

строения освоена точная ковка поковок вагонных осей с примене­

Нагрев 'Слитка (или блумсовой заготовки с осадкой) и получение из них квадратной

заготовки (фиг. 225,а).

Протяжка первого конца заготовки на пластину толщиной, рав­

ной высоте лап (фиг. 225,6).

Первый подогрев заготовки и обжатие полукруглыми наклад­ ками с торца и с боков первого конца заготовки (фиг. 225,в).

411

Второй подогрев и оттягивание лапы якоря под бойками

(фиг. 225,г).

Оттягивание треугольными накладками поочередно каждой лапы (фиг. 225,6).

Третий подогрев. Обжатие плоскими разгонками средней часта

лапы (фиг. 225,е).

Обжатие концов лап треугольными накладками (фиг. 225,ж).

Четвертый подогрев. Обжатие концов лап в нижниках (фиг. 225,з).

Пятый подогрев. Гибка поочередно лап якоря в сферическом

нижнике по радиусу (фиг. 225,и).

Шестой подогрев. Протяжка стержня якоря бойками и подкат­

ка выступов стержня в пружинных подкладных штампах

(фиг. 225,к).

Седьмой подогрев. Окончательная отделка якоря и доводка по шаблону до чертежных размеров (фиг. 225,л).

На фиг. 226 показан технологический процесс ковки рыма с от­ делкой начерно его формы и размеров. Порядок и наименование переходов при ковке рыма следующий.

Нагрев заготовки и протяжка до заданных размеров на плоских бойках (фиг. 226,а).

Скругление заготовки (фиг. 226,6).

Вытяжка стержня в пружинных обжимках (фиг. 226,в). Осадка второго конца заготовки для получения ушка (фиг. 226,г). Формование ушка в ручье подкладного штампа (фиг. 226,д').

Прошивка отверстия в ушке (фиг. 226,е).

Подкатка в обжимках стержня до чертежных размеров

(фиг. 226,ж).

ковка поковок ПОВЫШЕННОЙ точности

Увеличение точности поковок, отковываемых методом свободной ковки, достигается за счет устранения или уменьшения напусков, сокращения припусков на механическую обработку и допусков на неточности ковки. Важную роль в улучшении точности поковок,

изготовленных методом свободной ковки, имеет применение более

совершенной конструкции подкладного и накладного инструмента

и в особенности — применение составного инструмента, обеспечи­ вающего получение поковок без напусков там, где раньше они ка­ зались неизбежными, как, например, при изготовлении поковок со ступенчатыми круглыми полостями, втулок с двумя бортами, ци­ линдров с фланцами, колец с профильным поперечным сечением

и пр.

На фиг. 227 показана поковка в виде тела вращения с кольце­ вым углублением по наружной поверхности, откованная с примене­ нием составного инструмента, состоящего из наружного кольцаобоймы а, внутреннего разъемного вкладыша б, подкладных колец и прошивней. Переходы ковки показаны на фиг. 227, справа. Для облегчения съема вкладыша с обоймы наружные стенки его дела­

412

ются с уклоном. Опыт работы УЗТМ показывает, что производи­ тельность ковки шестерни заднего хода с применением такого

разъемного инструмента в значительной мере зависит от стойкости вкладышей и бородков-прошивней, поэтому рекомендуется в рабо­

те иметь одновременно несколько пар вкладышей (до 5 пар) и бо­ родков.

Освобождение вкладыша с поковкой от обоймы, а также по­ ковки от вкладыша производится на бойках молота с помощью подкладных колец и накладок.

Исходная

засотодка

сталь 20X

Переходы

1 Осадить заготовку

6 подкладном штампе

Перевернуть штамп (нижнее кельио удрать)

Осадить Второй . конец заготовки

ЗадитВ прошивень

0 80

Передернуть штамп Прошить отверстие прошивнем 0 ВО

бывать деталь

из штампа

ООбрезать заусенец

5 Заклеймить

Принять по наружному осмотру и обмеру

Фиг. 227. Двухбортная втулка и технологический процесс ее ковки.

В табл. 78 приведены технологический процесс и оснастка при изготовлении точной ковкой втулки с фланцами диаметром 910 мм. Применявшийся до этого технологический процесс включал сле­ дующие операции: 1-й нагрев слитка весом 3000 кг; обкатка гра­ ней слитка, протяжка, раскрой на две заготовки, отрубка при­ быльной и донной части; 2-й нагрев; осадка заготовки, прошивка отверстий диаметром 220 мм-, 3-й нагрев; раскатка до получения заданных размеров поковки. Отличительной особенностью нового

процесса точной ковки втулки является применение на гидропрес­

се поворотного стола, раскатки ступенчатым бойком и осадки сек­

торным бойком.

Применение сменных накладок и «сторожков» при раскатке обеспечивает получение относительно одинаковой толщины стенки и высоты фланца (стабильность размеров). Получение гладкой по­

верхности и точной геометрии отверстия после раскатки достигает­ ся калиброванием отверстия заготовки пуансоном со скобой для его транспортировки.

413

Таблица 78

Точная ковка втулки с фланцами диаметром 910 мм на гидропрессе

3Нагрев штучных заготовок

4Осадка 1-го фланца в подклад­ ном кольце:

а) прошивка отверстия диаметром 285 мм (/—подкладное кольцо; 2—прошивень; 3—оса­

женная и прошитая за­ готовка);

б) раскатка ступенчатым бойком с подставкой, фиксирующей толщину стенки втулки (/—конь­ ки; 2 -оправка; 3—под­ ставка-сторожок; 4 — верхний боек с ус­

тупом; 5—сменная на­ кладка);

414

подкладном кольце (/—поворотный стол пресса; 2—заготовка; 3—скоба подъема; 4—калибровочный пуан­ сон; 5—подкладное кольцо)

Нагрев заготовки (полуфабри­ ката)

Осадка 2-го фланца секторным бойком (1—поворотный стол пресса, 2—полукольцо, 3—на­ правляющая стойка, 4—сек­ торный боек, 5—заготовка, 6—кольцо, 7—поковка)

Осадка второго фланца в составном подкладном инструменте

производится следующим образом. Направляющая стойка 3 (см. табл. 78, операцию 6) вводится хвостовиком в отверстие накладки

поворотного стола 1, установленного на выдвижном столе пресса, после чего направляющая стойка выводится из-под траверсы пресса. Затем на стол укладывают полукольца 2 и на них нажатием тра­ версы пресса надевают кольцо 6. Собранный таким образом пакет подкладного инструмента подвешивается цепями к траверсе прес­ са. Поданная из печи заготовка надевается на стойку 3 фланцем вниз и вместе с последней вводится под пресс в рабочее положе­ ние. После этого на заготовку 5 траверсой опускается пакет собран­ ного инструмента; полукольца плотно охватывают заготовку, обжи­ мая первый фланец втулки. Осадка второго фланца производится с помощью секторного бойка 4. Боковой сферической частью боек вплотную скользит по направляющей стойке 3 и за каждый ход

пресса деформирует на — часть верхний торец заготовки (при по-

6

вороте стола после каждого нажатия на 60°). Полная осадка вто­ рого фланца осуществляется за два полных (или 12 частичных} поворота стола. Очень важно, чтобы в процессе ковки точно вы-

415

держивался размер между осями пакета инструмента и секторно­ го бойка. Извлечение поковки производится следующим образом: вначале из подкладного кольца 6 освобождаются полукольца, за­ тем специальным съемником полукольца распрессовываются и, на­

конец, с помощью накладок направляющая стойка 3 извлекается из поковки. Применение процесса точной ковки по сравнению со старым процессом позволило уменьшить вес поковки с 1010 до

610 кг и сократить расход металла на 1 деталь с 1500 до 1000 кг.

Фиг. 228. Схема раскатки втулки с применением накладки для образования фланца:

Высокая экономичность по металлу достигнута за счет повышения

Кмех с 0>34 до 0,57.

Изготовление втулок с двухступенчатым диаметром централь­ ной полости обычно производилось с применением прошивки от­ верстия прошивнем, имеющим диаметр, равный диаметру малого

отверстия, с оставлением напуска в той части полости, которая имеет больший диаметр.

В настоящее время на ряде заводов освоен новый процесс ков­ ки таких втулок, а именно: после осадки заготовки в подкладном кольце пуансоном, имеющим диаметр, равный большому диаметру отверстия втулки, производится продавливание металла на такую глубину, чтобы расстояние от основания заготовки до нижнего конца пуансона было равно высоте малого отверстия. В процессе продавливания металл частично выдавливается вверх. После это­ го поковка отделывается до получения правильной цилиндриче­ ской формы и прошивается в подкладном кольце вторым пуансо­

ном с диаметром, равным диаметру малого отверстия втулки. Для получения на втулках фланцев и повышения их результирующей

416

точности применяются профилирующие накладки по схеме, показан­ ной па фиг. 228. До применения профилирующих накладок втулка

изготовлялась без борта в виде равностенного кольца диаметром снаружи 620 мм и внутри 385 мм, высотой 270 мм. Профилирую­

щая накладка представляет собой толстостенный угольник с тол­ щиной горизонтальной стенки 70 мм и вертикальной 50 мм, длина накладки (без рукоятки) 260 мм, высота 118 мм. Указанная вы­ сота выбрана с таким расчетом, чтобы в конце раскатки накладка являлась упором-ограничителем хода верхнего бойка, гарантируя получение требуемой толщины стенки фланца.

1 и 4 —хвостовики”бойков; 2 и 3 — нижний и верхний бойки; 5 — исходная заготовка; 6 — заготовка, оформленная в левом и правом ручьях; 7—поковка.

Применение профилирующей накладки для раскатки грубо от­ штампованной втулки позволило за счет устранения напуска и уменьшения на 5 мм припуска уменьшить вес поковки с 405 до 215 кг. Для получения качественных поковок с сохранением раз­ меров по чертежу рекомендуется перед раскаткой проштамповать и прошить втулку в подкладном штампе, а после раскатки, для устранения возможной эллиптичности, прокалибровать ее внут­

ренние размеры калибровочным кольцом.

Наряду с напусками применение более совершенного инстру­ мента способствует уменьшению припусков и сокращению поля

рассеивания размеров поковок. В этом отношении заслуживает внимания применение вырезных и фигурных бойков, ковка «со сторожками» и применение механизированного контроля при ковке.

На фиг. 229 показаны фигурные бойки, примененные на одном из заводов Ленинграда. Бойки имеют обычные хвостовики 1 и 4, с

помощью которых они крепятся к подушке шабота и к бабе пнев­

матического молота 150 кг.

Мерная заготовка 5 после нагрева осаживается в торец плоской частью фигурных бойков, на них же производится предваритель­ ная протяжка заготовки до получения предварительной формы.

После этого заготовку поворачивают на 90° и подают в левый и

правый ручьи. Завершающая операция — протяжка с подкаткой

стержня выполняется в центральном ручье бойков с круглым про­ филем и размерами, соответствующими размерам готовой поковки.

Получающийся на конце стержня заусенец легко удаляется на наждачном точиле.

Указанные бойки успешно применяются в кузнечных цехах ря­ да ленинградских заводов, при этом припуски на поковках сниже­ ны против обычной ковки. На молотах с весом падающих частей до 1 т заводы с помощью фигурных бойков изготовляют с повы­

шенной результирующей точностью разнообразные поковки: с вытя­ нутой прямолинейной осью, криволинейные, гайки, стамески и др.

С 1947 г. начал применяться новый высокопроизводительный метод изготовления точных поковок свободной ковкой на криво­ шипных прессах, предложенный А. В. Потехиным [28]. Сущность метода сводится к расчленению процесса изготовления поковки на элементы и выполнению всей ковки фасонных поковок в отдель­

ных ручьях и подкладных инструментах, закрепляемых в бойках.

Все операции в определенной последовательности выполняются за один нагрев. Сочетание операций осадки и вытяжки, выполняемых в

процессе ковки по заранее установленным размерам, позволяет вы­ держивать постоянные степени деформации, что при постоянстве хода ползуна пресса обеспечивает получение точных размеров по­ ковки. В индивидуальном и мелкосерийном производстве, в резуль­ тате применения универсальной оснастки в виде быстросменных бойков, подкладных обжимок и др., указанным методом выпол­ няются кузнечные операции: осадка, вытяжка, прошивка отверстий, раскатка колец, подкатка по диаметру, гибка, рубка и пр.

Поковки простой формы: пластины, прямоугольные призмы, гладкие валы, дисковые и грибовидные поковки, прошивные коль­ ца— куются на кривошипных прессах с большей эффективностью, чем на других ковочных агрегатах даже при размерах партии до 10 шт. Поковки более сложных форм (ступенчатые валы круглого сечения, ступенчатые поковки прямоугольного и смешанного се­

чения, раскатные кольца, поковки фланцев и т. п.) можно рента­

бельно изготовлять при величине партии свыше 10 шт. Поковки простой формы куются на кривошипных прессах с применением простого и дешевого инструмента: раскаток, подкладных плиток, дисковых накладок, прошивней, пружинных обжимок и оправок.

При ковке ступенчатых валиков, пластин и других поковок уд­ линенной формы, изготовляемых в основном вытяжкой, приме­ няется универсальное приспособление для вытяжки, показанное на фиг. 230. На кривошипном прессе с приспособлением, указанном на фиг. 230, представляется возможным успешно производить бы­ струю и точную ковку гладких и ступенчатых поковок круглого, квадратного, прямоугольного и шестигранного сечений размерами

418

от 25 до 120 мм. Достигаемая при этом точность поковок с наи­

большими размерами до 120 мм достигает ± 0,5 мм, т. е. превосходит даже точность обычной штамповки. Однако эта точность лимити­ руется величиной упругой деформации пресса и колебаниями тем­ пературы конца ковки.

Наладка приспособления на определенный размер при вы­ тяжке поковок прямоугольного сечения производится с помощью комплекта свободно устанавливающихся быстросменных бойков 1 и

Фиг. 230. Универсаль­ ное приспособление для точной ковки спо­ собом вытяжки.

2, а при вытяжке поковок круглого или шестигранного профиля — установкой пружинных обкаток 3 требуемого размера и профиля.

При ковке на кривошипных прессах можно получать поковки с

припусками на последующую механическую обработку в пределах 2—3 мм на сторону. Данный метод может быть применен также для ковки на крупных прессах таких поковок как вагонные оси, паровозные кулисы, шатуны для дизельмотора, валы с фланцами и др. На фиг. 231 приведены фасонные поковки, откованные с точными размерами на кривошипных прессах.

Поковка шестерни с модульным зубом для реечного домкрата грузоподъемностью 6 т изготовляется из заготовки квадратного про­ филя сечением 50X50 мм, длиной 240 мм за один нагрев на криво­ шипном прессе усилием 275 т. Из заготовки одновременно куются

две шестерни, не требующие в дальнейшем механической обработ­ ки по профилю зуба. Чертеж поковки четырехзубой шестерни и технологический процесс по переходам показаны на фиг. 232.

Процесс комбинированной ковки шестерни, без операций штам­

повки, ведется в приспособлении, имеющем три ручья. Геометрия ручьев соответствует размерам поковки по переходам, согласно тех­ нологическому процессу. Приспособление состоит из следующих ос­

новных частей: верхней и нижней плит с направляющими втулками и колонками, заготовительного ручья для предварительной фигур­ ной протяжки заготовки, чернового формовочного ручья для об­

на заводе технологии требова­ лось много металла и времени. Слиток проковывался на биллет,

осаживался, прошивался и раскатывался с протяжкой на оправке

(«окуполивание») с небольшой вытяжкой и получением оконча­ тельной поковки, показанной на фиг. 233,в. Дальше поковка раз­ резалась на две части и при помощи механической обработки изго­ товлялись два днища.

Вцелях снижения расхода металла и трудоемкости кузнечной

имеханической обработки была предложена более экономичная конструкция днища (фиг. 233, //), изготовляемого из штампован­ ной поковки на одно днище. Прокованный из слитка биллет оса­

живается в плите с выемкой диаметром 1 000 мм (фиг. 234,а).

После частичной механической обработки, с удалением металла в стружку 20% от веса, поковка (фиг. 234,6) нагревается и штам­ пуется. Отштампованная поковка (фиг. 234,в) проходит кругом ме­ ханическую обработку. Ковка по второму варианту позволила, по

420