§ 15. Сутність процесу й види кування
При куванні металу між плоскими бойками має місце вільний перебіг його в сторони, тому така кування отримала назву вільної.
Вільна ковка економічно вигідна при отриманні фасонних заготовок сталевих деталей з високими механічними властивостями в умовах індивідуального і дрібносерійного виробництва.
До переваг кування в порівнянні з іншими способами обробки металів, наприклад литтям, різанням, штампуванням, відносяться: її універсальність щодо ваги, форми і розмірів партії виготовлених заготовок; забезпечення високих механічних властивостей металу у виробах, відсутність витрат на дорогу технологічну оснастку; можливість використання порівняно малопотужних машин - знарядь завдяки концентрованому додатком зусиль кування в обмеженому бойками невеликому обсязі деформованого металу.
У промисловості вільна кування застосовується для виготовлення поковок шестерень, турбінних роторів і дисків, валів, шатунів, кілець і інших відповідальних деталей машин. Вільна ковка є поки незамінною у виробництві великих деталей, незважаючи на ряд притаманних їй недоліків. До них відносяться, наприклад, порівняно низька продуктивність праці і невелика точність кування, що викликає необхідність значних припусків і напусків металу, що призводить до підвищення витрат матеріалу і вартості готових деталей.
Вільна ковка поділяється на ручну і машинну. Ручне кування застосовується рідко, головним чином у ремонтних майстернях при виготовленні невеликих поковок і майже не має промислового застосування на заводах. Машинне кування проводиться на кувальних молотах і пресах. На молотах виготовляють поковки масою від 0,5 до 100 кг, використовуючи в якості вихідного матеріалу сортовий прокат перерізом до 250х250 мм і обтиснуту болванку (блюмсы) перетином до 450Х450 мм На гідравлічних кувальних пресах виготовляють поковки вагою від 100 кг до 230 т, з сталевих зливків масою від 1,2 до 350 т.
§ 16. Основні операції технологічного процесу кування і прийоми їх виконання
Технологічний процес машинної вільної ковки складається з ряду елементарних ковальських операцій, виконуваних у певній послідовності з метою отримання вихідної заготовки простої форми (зливка, блюмса) фасонної поковки необхідних розмірів і форми.
Крім чисто ковальських операцій повний технологічний процес виготовлення поковки, фіксується у спеціальній технологічній карті, включає також заготівельні операції (різання або рубання заготовок і їх контроль), нагрів металу під ковку, охолодження поковок, контрольні операції з перевірки розмірів та механічних властивостей поковки (якщо це передбачено технічними умовами), а також операції первинної термічної обробки поковок (відпал, нормалізація), що виконуються звичайно в ковальському цеху.
Основними операціями процесу вільного кування є осаду, витяжка, прошивка, гнучка, рубка. До менш поширених ковальських операцій відносяться передача металу, закручування і ковальська зварка. Крім перерахованих операцій у процесі виготовлення поковок застосовуються і їх різновиди: висадка в підкладних кілець, що представляє собою часткову осадку заготовки по її висоті; обкатка по діаметру (після опади), витяжка і роздача кільцевих поковок на оправці. У ряді випадків технологічний процес кування включає операції гарячого штампування в підкладних штампах під молотом.
Наявність тих або інших ковальських операцій, а також порядок їх чергування визначаються формою виготовленої поковки. Так, наприклад, при виготовленні поковок типу валів застосовуються головним чином витяжка і рубка, а в разі кування колінчатих валів витяжка і передача металу. При виготовленні кільцевих поковок застосовують осадку, прошивання, роздачу, а іноді і витяжку на оправці. Для кування фланцевих поковок характерні висадка, прошивка, обкатка по діаметру.
При машинному куванні заготівля укладається на нижній нерухомий бойка молота або преса, а потім деформується або безпосередньо верхнім рухомим бойком або із застосуванням подкладного інструменту, розміщується між верхнім бойком і заготівлею.
Бойки бувають плоскими і вырезными (рис. IV.20, а). Вирізні бойки використовують при куванні валів, їх застосування прискорює процес кування і підвищує пластичність металу під час деформації.
Підкладними інструментами служать: обтискача (рис. IV.20, б) для обробки циліндричних і гранованих поверхонь після попередньої витяжки поковок на плоских бойках; розкочування (рис. IV.20, в) для місцевої деформації металу, наприклад при куванні односторонніх уступів; пережимки (рис. IV.20, м) для розмітки матеріалу при куванні і перетискання металу заготовки на обсяги, що йдуть на утворення окремих частин поковки; тоноры (рис. IV.20, д) і квадрати для рубки металу; прошивни (рис. IV.20, е) для пробивання отворів; оправки для калібрування прошитих отворів; оправки для роздачі отворів і витяжки пустотілих поковок (рис. IV.20, л).
Для перенесення, підтримки, подачі і кантовки невеликих заготовок користуються кліщами різних конструкцій і розмірів (рис. IV.20, ж).При куванні великих поковок для цієї мети використовують найпростіші пристосування: самозажимні кліщі, воротяжки, вилки, підвішені на ланцюговому блоці консольно-поворотних кранів, що встановлюються у молотов, а також механічні кантователі і маніпуляторипідвісної і підлогового типів.
При осіданні заготівля встановлюється вертикально на нижній бойок молота (рис. IV.20, з) і деформується ударами верхнього бойка з торця заготовки. Осадка викликає збільшення поперечного перерізу заготівлі за рахунок зменшення її висоти. Щоб уникнути поздовжнього вигину довжина осаживаемой заготовки не повинна перевищувати 2,5 її діаметра. Різновидом опади є висадка, що представляє собою часткову осадку заготовки по висоті (рис. IV.20, і). При висадці заготовку встановлюють у сталеве подкладное кільце на бойку молота і деформують тільки верхню вільну частину заготовки.
При витяжці (рис. IV.20, к) заготівля укладається плазом поперек бойками молота і деформується послідовними обжатиями. Після кожного удару заготівля кантується тобто повертається на 90° навколо поздовжньої осі, і подається вперед в напрямку витяжки.Витяжка викликає збільшення довжини заготовки за рахунок зменшення площі її поперечного перерізу.
При виготовленні кільцевих поковок з отворами великого діаметра застосовують роздачу (лід) кілець на оправці (рис. IV.20, л), що представляє собою окремий випадок витяжки. При роздачі збільшуються зовнішній і внутрішній діаметри поковки за рахунок зменшення товщини її обода. Поковку після кожного удару молота повертають на невеликий кут кліщами навколо сталевий оправки, встановленої на опорних стійках (скоби) на нижньому бойку молота.
Прошивка - операція, за допомогою якої в заготовках отримують наскрізні отвори. Відхід металу при прошивці називається видрою.Застосовують два способи зшивання: із застосуванням подкладного кільця і прошивку з двох сторін, з перевертанням поковки.
Припрошивці на кільці осаженная заготівля, зазвичай невеликої товщини, укладається на сталевому кільці, що знаходиться на нижньому бойку молота. У центрі заготовки встановлюється конусний прошивень, широким підставою вниз, який потім впроваджується в заготовку спочатку легенями, а потім сильними ударами верхнього бойка. При цьому метал спочатку видавлюється з-під прошивня в сторони, а потім відбувається зріз його по циліндричній поверхні, з утворенням видри, провалюються вниз під тиском прошивня. При цьому способі прошивки обсяг металу видри становить близько 3/4 обсягу одержуваного отвори.
При прошивці з двох сторін, застосовуваної для поковок великої товщини, заготівлю укладають безпосередньо на бойок молота, встановлюють на ній конусний прошивень, вузьким підставою вниз (рис, IV.20. л) і легкими ударами верхнього бойка по прошивню виробляють глуху прошивку приблизно на 3/4 висоти заготовки. Потім прошивень видаляють кліщами або ударами по тильній стороні поковки, покладеної на кільце, і, встановивши поковку на бойок глухим отвором вниз, виробляють наскрізну прошивку її зі зворотного боку (рис. IV. 20, і). Видра виходить невеликої висоти і за обсягом становить близько 1/4 обсягу прошиваемого отвори.
Рубка металу також проводиться двома прийомами: спочатку нагріта заготовка надрубается ковальським сокирою з одного боку (рис.IV.20, про), а потім перевертається на 180' і розрубується остаточно сталевим прутком квадратного перерізу - квадратом (рис. IV.20, п).
Згинання при виготовленні штучних поковок виконують ударами кувалди з кінця заготовки, затиснутою між бойками молота (рис.IV.20, р). При виготовленні партії однакових поковок згинання здійснюють ніжнике (подкладном штампі) із застосуванням вершника або розкочування (рис. IV.20, с).
Для закручування колін поковки валу одне коліно затискають бойками молота, а на інше надягають масивну вилку, кінець якої повільно повертають (рис. IV.20, в).
Ковальська зварювання (рис. IV. 20,т) майже повністю витіснена більш досконалими способами електричної та газової зварки.
§ 17. Розробка креслення поковки
Креслення поковки є основним технологічним документом для ковальського цеху. По ньому проводиться виготовлення і приймання готової поковки. Креслення поковки розробляється за кресленням готової (обробленої на верстатах) деталі і являє собою графічне зображення поковки, виконане у певному масштабі з вказівкою всіх розмірів необхідних для її виготовлення.
Поковка відрізняється від готової деталі наявністю припусків на механічну обробку і напусків металу.
Напуском металу називається місцеве збільшення припуску, що спрощує конфігурацію поковки через неможливість або нерентабельності її виготовлення згідно з точною формою деталі. Напусками металу перекриваються отвори невеликого діаметра, невеликі по висоті уступи на валах, пази, проточки і т. п.
Величина припуску залежить від складності форми і габаритних розмірів деталі і враховує дефекти зовнішнього шару металу (окалину, вм'ятини від натисків ковальського інструменту, зневуглецювання поверхні), які повинні бути видалені при обробці різанням для одержання необхідної чистоти поверхні і точних розмірів деталі.
Номінальні (округлені) розміри поковки з урахуванням припусків і напусків металу проставляються над розмірними лініями на кресленні поковки. Під розмірними лініями, в дужках, проставляються розміри готової деталі.
На кресленні поковки зазначаються також допустимі граничні відхилення від номінальних розмірів поковки зі знаками плюс і мінус, що враховують можливу точність кування на молоті чи пресі.
Припуски і допуски на типові поковки (пластини, вали, кільця тощо), виготовлені куванням на гідравлічних пресах і молотах, вибираються за таблицями Гостів 7062 - 67 і 7829 - 70. Величини припусків по діаметру для великих пресових поковок гладких валів довжиною від 1 до 20 м становить 16 - 55 мм на сторону, а величини граничних відхилень від ±6 до ±18 мм. Припуски по діаметру для поковок гладких валів довжиною 250 - 2500 мм; виготовлених на молотах, складають 5 - 18 мм, а граничні відхилення від ±2 до ± 5 мм відповідно.
Приклад креслення поковки валу з уступами, виготовленого куванням на молоті, наведено на рис. IV.21.
|
