2.3. Ковка

Ковка – способ обработки металлов давлением, при котором инструмент оказывает на заготовку многократное прерывистое действие, в результате чего она, деформируясь, постепенно приобретает заданную форму и размеры. Ковкой получают изделия массой до 200 тонн из слитков или проката. Различают ковку в штампах и без применения штампов, так называемую свободную.

При свободной ковке (ручной или машинной) металл не ограничен совсем или ограничен с одной стороны. Свободная ковка на молотах и прессах позволяет получать заготовки простой формы массой от нескольких килограммов до сотен тонн из углеродистых и легированных сталей и специальных сплавов в единичном и мелкосерийном производстве. В качестве оборудования для ковки используются пневматические ковочные молоты, паровоздушные ковочные молоты, гидравлические ковочные прессы.

Пневматические ковочные молоты (рис. 2.3) приводятся в действие электродвигателем 13, соединенным муфтой 12 с редуктором 11, уменьшающим скорость вращения и увеличивающим вращающий момент на кривошипе 15, приводящем в движение шатун 14 и поршень 5 компрессорного цилиндра 9. При перемещении поршня 8 поочередно в верхней и нижней полостях компрессорного ци­линдра 9 воздух сжимается до 0,2 - 0,3 МПа и при открывании с помощью педали золотников (кранов) 6 или 7 подается в рабочий цилиндр 5, поршень которого 4 на конце массивного штока несет верхний боек 3. В результате падающие части 3 и 4 перемещаются вниз вверх и наносят удары по заготовке, лежащей на нижнем бойке 2, закрепленном на массивном шаботе 1. Масса шабота ковочных молотов в 10 - 15 раз больше массы падающих частей. Чем больше масса шабота, тем выше КПД. Все части объединены в единое целое станиной 10. Молоты деформируют металл за счет энергии, накопленной падающими частями к мо­менту их соударения с заготовкой, пропорциональной массе падающих частей, которая и является энергетической характери­стикой этих машин. Выпускаются с номинальной массой падающих частей от 1 до 5000 кг (модели МВ4127…М4140А). Область их применения – ковка мелких поковок (средняя масса фасонной поковки 20 кг).

Рис. 2.3. Пневматический ковочный молот

Паровоздушные ковочные молоты по принципу действия похожи на пневматические, но приводятся в действие паром или подогретым сжатым воздухом давлением 0,7-0,9 МПа. Для их работы на заводе требуется наличие котельной или компрессорной. Делятся на арочные 1343А (рис.2.4), мостовые М1547 и одностоечные. Арочные и мостовые молоты имеют массу падающих частей от 1 до 8 тонн.

Рис. 2.4. Арочный паровоздушный ковочный молот

Гидравлические ковочные прессы (рис.2.5) являются машинами статического действия, они характеризуются величиной развиваемого усилия. Усилие создается с помощью водной эмульсии или минерального масла, подаваемых в рабочий цилиндр 6 под давлением 20-30 МПа. Плунжер 5 передает усилие подвижной поперечине 4, несущей верхний боек 2 и перемещающейся по колоннам 3. Нижний боек 1 устанавливается на нижней неподвижной поперечине 12, которая колоннами 3 соединена с верхней неподвижной поперечиной 10, несущей рабочий цилиндр. Подъем подвижной поперечины вверх осуществляется подачей рабочей жидкости в возвратные цилиндры 9, плунжеры 8 которых посредством верхней поперечины 7 и тяг 11 поднимают подвижную поперечину. Выпускают прессы усилием от 5 до 125 МН. Область применения – изготовление крупных поковок из слитков до 400 тонн. Пример маркировки ПБ1341.

Рис. 2.5. Гидравлический ковочный пресс

При ковке в штампах металл ограничен со всех сторон стенками рабочей полости штампа и при деформации приобретает форму, соответствующую этой полости. Способ применяется в массовом и крупносерийном производствах.

Основные средства автоматизации ковки: ковочные краны, ковочные манипуляторы, столы подъемно-поворотные.

Ковочные мостовые краны имеют две тележки: главная пред­назначена для манипулирования изделием (подача слитка под пресс, кантование его в процессе ковки); вспомогательная - для переноса инструмента и поддержки концов заготовки в процессе ковки. Ковочные поворотные краны применяют для обслу­живания молотов с массой падающих частей 0,5 т и выше: для загрузки печей, подачи заготовок от печи к молоту, манипулиро­вания заготовкой в процессе ковки, удаления поковки от молота. Для передачи заготовок и поковок применяют разнообразные склизы и конвейеры. Посадочные машины подают заготовки к печи, загружают их в печь, выдают их из печи к прессу.

Ковочные манипуляторы зажимают заготовку клещами, перемещают ее, вращают в горизонтальной плоскости (кантуют) и поднимают ее. Манипуляторы для инструмента подносят и удерживают инструменты в процессе ковки.

Столы подъемно-поворотные применяют для обеспечения за­хвата и перехвата заготовки манипулятором. Из печи заготовки укладывают на стол, находящийся на уровне пола. После подъема стола заготовка может быть захвачена манипулятором. Для пере­хвата заготовки манипулятор кладет ее на стол, который повора­чивают на 180 °, после чего манипулятор берет заготовку за другой конец.