Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Свободная ковка металлов

01.02.2019


Процесс ковки осуществляется последовательными ударами молота или нажимами пресса при помощи инструмента (бойка), совершающего возвратно-поступательное движение (рис. 162) по слитку или заготовке.

При ковке улучшаются структура и механические свойства металла. Ковкой изготовляют детали различного веса — от самого малого до 200 т и более. Исходным материалом для ковки деталей служат слитки и разнообразный прокат.

Ковка подразделяется на ручную и машинную. Ручную ковку производят на наковальне, удары по поковке наносят кувалдой. Машинную ковку осуществляют на ковочных молотах и ковочных прессах.

Свободная ковка состоит из следующих основных операций:

1. Осадка, принимаемая для увеличения площади поперечного сечения исходной заготовки. Она сопровождается уменьшением длины заготовки в результате приложения сил вдоль ее оси (рис. 163).

Длина заготовки при осадке не должна превышать ее толщину более чем в два с половиной раза. Большая длина приводит к продольному изгибу формы. Изогнутая форма заготовки требует выправки, что приводит к снижению производительности ковки.


Осадка, производимая на части заготовки, называется высадкой.

Осадку применяют для получения поковок с малой высотой и большим поперечным сечением (диски, зубчатые колеса, фланцы и др.) так же, как предварительную операцию перед прошивкой при изготовлении пустотелых заготовок в виде колец, барабанов и т. п.

Вытяжка, применяемая для увеличения длины заготовки. Она сопровождается уменьшением ее толщины в результате приложения сил поперек большой оси. Вытяжкой получают валы дышла, шатуны и другие подобные заготовки, а также полые поковки.

Процесс вытяжки осуществляют последовательными нажатиями (обжатиями) с подачей заготовки и поворотом ее вокруг оси (рис. 164).

Разновидностями вытяжки являются расплющивание и раздача. Расплющивание применяют для увеличения ширины заготовок за счет ее высоты. Расплющиванием получают поковки плоской формы в виде пластин. Вытяжка с оправкой для увеличения длины пустотелой поковки за счет толщины ее стенок показана на рис. 165.

Раздачу на оправке применяют для увеличения внутреннего и наружного диаметра пустотелых поковок (колец барабанов, обечаек и т. п.). Иногда при ковке две последних операции совмещают для получения заготовки требуемой формы и с необходимыми размерами.

3. Прошивка, которой получают в заготовке отверстия или углубления.

4. Закручивание, т. е. поворот одной части заготовки относительно другой на заданный угол вокруг ее оси. Закручивание применяют для получения поковок типа коленчатых валов с коленами, расположенными в различных плоскостях, спиральных сверл и т. п.
Свободная ковка металлов

5. Рубка, применяемая для отделения одной части заготовки от другой. Рубкой получают из большой по размерам заготовки несколько заготовок меньших размеров или удаляют излишки металла, отрубая их от концов поковки. Разновидностью рубки является вырубка, при которой вырубают часть металла из поковки, например для получения поковок в виде коленчатых валов с вырубленными коленами, вилок, спарников и т. п.

6. Гибка, при которой изменяется направление главной оси заготовки. Гибкой получают скобы, крюки, кронштейны и другие поковки.

7. Сварка, используемая для соединения нескольких заготовок из низкоуглеродистой стали с содержанием углерода до 0,25%. Сталь с повышенным содержанием углерода плохо поддается кузнечной сварке.

При ручной ковке работа обычно осуществляется кузнецом и молотобойцем. Кузнец оперирует заготовкой, держа ее в клещах, и указывает молотобойцу, куда следует ударить кувалдой. При этом применяется различный инструмент, приведенный на рис. 166—170. Ручная ковка в основном применяется в ремонтных мастерских.

Оборудование для свободной ковки. Основным процессом свободной ковки является ковка на молотах и ковочных прессах. На ковочных молотах производится ковка мелких и средних поковок. Молот имеет падающие части: бабу и прикрепленный к ней снизу верхний боек. Поковка, подвергающаяся ковке, кладется на поверхность нижнего бойка, закрепленного в шаботе. Энергию удара падающих частей молота определяют по следующей формуле:

где Q — вес падающих частей;

V — скорость падающих частей в момент удара;

g — ускорение силы тяжести.

Основная часть энергии удара расходуется на деформацию поковки и значительно меньшая часть теряется на упругие деформации инструмента, колебания шабота, фундамента и т. п. Следовательно, работу деформации при каждом ударе можно выразить следующим образом:

где hуд — коэффициент полезного действия удара, который тем выше, чем больше вес шабота по сравнению с весом падающих частей.

Практически вес шабота бывает в 15 раз больше веса падающих частей. При этом hуд = 0,8—0,9.

Мелкие фасонные поковки весом 0,5—20 кг и поковки простого типа весом 10—250 кг куются обычно на пневматических молотах (рис. 171). Пневматический молот имеет два цилиндра: рабочий цилиндр 1 и цилиндр компрессорный 2. В рабочем цилиндре ходит поршень 3, соединенный с бабой и бойком 4. Поршень 5 в компрессорном цилиндре приводится в движение кривошипно-шатунным механизмом 6, связанным с электродвигателем 7 и передачей через редуктор 8. Баба молота непрерывно приводится в движение вверх и вниз вращением кривошипного вала при помощи ременного соединения 9 и наносит удары по поковке, расположенной на нижнем бойке 10, закрепленном в шаботе молота 11.

Управление пневматического молота бывает ручное (при помощи рукоятки) или педальное (ножное). Пневматические молоты имеют вес падающих частей от 50 кг до 1 т. Производительность их в зависимости от сложности формы поковок колеблется от 40 до 460 кг/час.

Для производства мелких поковок, главным образом быстростынущих (лезвий, ножей, клинков и т. п.), применяют быстроходные рессорные и рычажные молоты. На рис. 172 представлен рессорный молот. Такие молоты имеют вес падающих частей от 10 кг до нескольких десятков.

Средние по весу поковки как фасонные весом 8—100 кг, так и простые весом 100—750 кг, куют на паровоздушных молотах (рис. 173). Паровоздушные молоты работают при помощи пара или сжатого воздуха под давлением 6—9 ати. Основными частями паровоздушного молота являются баба 1, верхний боек 2, нижний боек 3, шабот 4, рабочий цилиндр 5, золотники 6, поршни 7, станина 8 и рукоятка 9. Когда пар или воздух поступают через золотник в нижнюю полость цилиндра, происходит подъем подвижных частей; когда же они поступают в верхнюю полость, происходит их падение под действием собственного веса. Вес падающих частей паровоздушных молотов колеблется от 1 до 50 т. Производительность их в зависимости от сложности Поковок составляет 20—1200 кг/час. Исходными заготовками являются блюмы и сортовой прокат.

Ковочные молоты по типу станины подразделяются нa двухстоечные, двухстоечные мостовые и одностоечные.

Крупные поковки производятся на гидравлических ковочных прессах. Мощность ковочных прессов определяется усилием, передаваемым ползуном на обрабатываемую заготовку. Усилие может быть определено по формуле

где h — к. п. д. пресса, равный 0,8—0,9;

о — давление жидкости на плунжер;

D — диаметр плунжера.

Схема гидравлического пресса приведена на рис. 174. Рабочий цилиндр 1, в котором ходит плунжер 2, закреплен в верхней поперечине 3. Верхняя поперечина при помощи четырех колонн 4 соединена с нижней поперечиной 5, установленной на фундаменте. Рабочий плунжер 2 соединен с подвижной поперечиной 6, на которой крепится верхний боек, направляемый колоннами 4. Рабочий цилиндр с плунжером сообщает поперечине 6 движение только вниз. Для подъема ее на верхней поперечине установлены возвратные цилиндры 7 с плунжером 8, соединенным при помощи поперечины 9 и тяг 10 с поперечиной 6. Вода для рабочего хода поступает по трубопроводу 11 в цилиндр, а для обратного хода — по трубопроводу в возвратные цилиндры 7. Во избежание утечки воды цилиндры снабжены уплотнителями. В зависимости от мощности пресса вода подается под давлением 150—350 ат.


Кроме чисто гидравлических прессов, применяют прессы парогидравлические. К парогидравлическим прессам, помимо жидкости, подводится пар под давлением до 10 ат. Гидравлически ковочные прессы бывают с усилением от 600 до 10000 т, а штамповочные а штамповочные — до 30000 т. На прессах с усилением 600 т куют поковку из слитков весом 1—160 т, а на прессах с усилием 10000 т — из слитков весом 11—250 т.

Производительность прессов резко колеблется в зависимости от формы изготовленных поковок. На прессах с усилием 600 т она составляет 0,25—1,5 т/час, а на прессах с усилением 3000 т — 0,7—4,5 т/час.

Изготовление крупных поковок представляет собой трудоемкий процесс. Заготовка во время ковки, имея высокую температуру, поворачивается, кантуется, передвигается, поднимается, опускается и т. п. Все эти операции требуют больших усилий и являются исключительно тяжелыми. С целью механизации трудоемких процессов при ковке на молотах или гидравлических прессах применяют специальные машины, называемые манипуляторами (рис. 175).

Манипулятор в виде рабочего органа имеет клещи 1, которые захватывают и защемляют конец заготовки. При помощи клещей заготовка может поворачиваться, подниматься, перемещаться и т. д. Сам манипулятор также может совершать движение. Управляя работой манипулятора, осуществляют требуемые перемещения заготовки. При производстве крупных поковок применяют также подвижные столы, кантователи и другие приспособления, обеспечивающие подачу, перевертывание и удаление поковок.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий: