§ 4. Технологический процесс свободной ковки

При выборе тех. Процесса свободной ковки исходят из того, чтобы получить поковки хорошего качества, достигнуть высокой производительности оборудования и иметь минимальный расход металла, а также обеспечить безопасность в работе.

Техпроцесс состоит из следующих операций:

1. подготовка исходного материала;

2. нагрев металла перед ковкой;

3. ковки на молотах или на прессах;

4. отделки поковки.

Основными документами для изготовления поковки является чертеж поковки и технологическая карта.

В карте указываются: марка стали поковки, размеры и масса заготовки; нормы расхода металла; основные и вспомогательные отделочные операции; основной и вспомогательный инструмент и приспособления; тип и силовые характеристики оборудования; режим нагрева заготовки; и др.

Составление технологической карты начинается с составления чертежа поковки и подбора заготовки по нему.

Чертеж поковки составляют по чертежу детали с учетом припуска на механическую обработку, допуска на номинальные размеры поковки (точность изготовления) и припуска (избытка металла) для упрощения очертаний поковки.

Далее, исходя из чертежа поковки, выбирают заготовку или слиток.

Подготовка металла осуществляется в заготовительном отделении цеха, при этом удаляются поверхностные дефекты. Производится резка или ломка заготовки на мерные длины.

Заготовки нагревают в кузнечных горнах, камерных или методических печах.

Нагретую заготовку подают к молоту или к прессу для ковки. Порядок выполнения кузнечных операций указывают в технологической карте.

Полученную поковку подвергают отделке, которая состоит в удалении поверхностных дефектов, очистки от окалины, термической обработки (отжиг или нормализация).

В нвстоящее время выход годного металла при получении поковок из слитков на прессах не превышат 60%, а из проката на молотах достигают 90%.

Коэффициент использования металла составляет 0,4 – 0,5, а иногда 0,25 – 0,3.

Глава IV

Горячая объемная штамповка металла

§ 1. Сущность процесса горячей объемной штамповки

Объемная штамповка – процесс получения поковок в штампах, при котором перемещение металла в стороны во время деформации ограничено поверхностями внутренней полости штампа.

Штамповка по сравнению со свободной ковкой имеет ряд достоинств:

1. высокая производительность (в 50 – 100 раз);

2. однородность и точность полученных поковок (припуски в 3 – 4 раза меньше);

3. высоко качество поверхностей штампуемых поковок;

4. возможность изготовления поковок сложной формы.

Объемная штамповка имеет также и недостатки:

1. сложность и высокая стоимость штампов;

2. ограниченность штампованных поковок по весу (до 100 кг).

§ 2. Виды штампов и способы штамповки

Различают объемную штамповку в открытых изакрытых штампах.

В открытых штампахмежду подвижной и неподвижной частями штампа есть зазор– облойная канавка, куда вытекает лишний объем металла заготовки. Облой (или заусенец),который образуется при этом, потом обрезается.

В закрытых штампахдеформация металла происходит в закрытой полости. Штамповка не сопровождается образованием облоя, и в этом случае затраты металл меньше, но предъявляются высокие требования к точности объема заготовки.

Штамповка в закрытых штампах обеспечивает большую степень деформации, улучшение микроструктуры и дает возможность штамповать малопластичные сплавы.

Штампы представляют собой бойки, в которых вырезают или изготовляют другим способом форму требуемой поковки. Штамп пригоден для получения поковки одного профиле-размера. Штампы изготовляют из легированных штамповых сталей 5ХНМ, 5ХГМ, 5ХНВ, 4Х3ВМФ, 4Х2В5МФ, и др.

Горячую штамповку поковок простой формы осуществляют в одноручьевых штампах.

Штамп состоит из двух разъемных частей, которые в собранном виде образуют один ручей. Форма и размеры полости штампа соответствуют форме и размерам готовой горячей поковки.

Поковки сложной формы изготовляют в многоручьевых штампах с последовательным деформированием заготовки в нескольких ручьях с постепенным приближением к конечной форме поковки.

Ручьи штампов разделяют на заготовительные и штамповочные.

Заготовительные ручьи предназначены для подготовки изделия к последующей штамповке. В них выполняют: осадку – на ровной площадке штампа; протягивание – изменение части заготовки; подкатку – местное увеличение сечения заготовки за счет уменьшения соседних участков; пережим – расплющивание заготовки; формовку – для придания заготовке формы, приближенной к поковке; гибка и др.

Штамповочные ручьи бывают черновые (предварительные) и чистовые (окончательные).

Черновой ручей не имеет канавки для облоя и его назначение – защитить чистовой ручей от износа. Форма чистового ручья такая же, как и у чистового, но с большими радиусами закруглений и штамповочными уклонами.

Чистовой ручей это точная копия поковки, но с размерами большими на величину усадки при остывании (около 1,5%). По периметру чистового ручья размещается канавка для облоя, назначение которой – препятствовать свободному вытеснению металла и создать в полости штампа высокое давление и облегчить обрезание облоя.