Учебники по популярным профессиям
на asv0825.ru

Исходные материалы и их подготовка к ковке

       

Разделка металла на заготовки

Металл для ручной и машинной ковки поступает в кузнечный цех в виде слитков или прокатанных профилей длиной до 6 м. Разделка слитков, как правило, является одной из ковочных операций, однако слитки из высоколегированных сталей перед ковкой разделывают на различных пилах или анодно-механических установках. Разделку прокатанного металла на заготовки обычно осуществляют в заготовительном отделении кузнечно-штамповочного цеха.

В единичном производстве при ручной ковке для повышения производительности труда используют отрезанные на пилах (или другими способами) от длинных штанг заготовки длиной 500 . . . 800 мм. Их легко переносить, нагревать и разрубать в процессе ковки. При изготовлении на участке ручной или машинной ковки партии одинаковых поковок целесообразно исходные прутки предварительно разделать на мелкие штучные или кратные заготовки, используя специальное оборудование .

Способ разделки исходных прутков выбирают, исходя из марки сплава, серийности производства, требований, предъявляемых к качеству торцов отрезаемых заготовок, и точности их размеров. В кузнечном производстве применяются следующие способы разделки металла на мерные заготовки: отрезка на пресс-ножницах; отрезка в штампах на прессах; ломка на хладноломах; резка на механических пилах; резка на токарно-отрезных станках; резка абразивными кругами; резка фрикционными пилами; резка электромеханической пилой; анодно-механическая резка; электроискровая резка; кислородная резка; плазменно-дуговая резка; отрубка и др.

Отрезка на пресс-ножницах (рис. 3.8, а) — наиболее дешевый и высокопроизводительный способ разделки прутков на мерные заготовки в массовом и реже — в мелкосерийном производстве. Сущность этого способа состоит в следующем. Заготовку 2 по роликовому конвейеру 1 продвигают до регулируемого упора 5. Длина отрезаемой заготовки определяется положением упора 5. Прижим 3 с большим усилием Рп р прижимает заготовку к нижнему неподвижному ножу 6, закрепленному на станине пресса.

Рис. 3.8. Схема отрезки заготовок
на пресс-ножницах (а) и разновидности ножей (б... г) :
1 - роликовый конвейер, 2 - заготовка, 3 - прижим, 4,6 - верхний и нижний ножи, 5 - упор, 7 - лоток

После этого верхний нож 4, двигаясь вниз, с усилием Ротр отрезает от прутка мерную заготовку. В процессе отрезки ножи сначала пластически внедряются в заготовку; в местах контакта последней с режущими кромками ножей возникают скалывающие встречные трещины; когда трещины сливаются,происходит скалывание металла. Заготовка отделяется от прутка без отходов и падает на наклонный лоток 7, по которому соскальзывает в тару. В течение всего процесса отрезки прижим удерживает заготовку от перемещения и предотвращает ее опрокидывание, возможное вследствие воздействия усилия отрезки.

На качество отрезки влияет правильность выбора зазора Z между ножами; его размер зависит от площади сечения заготовки и составляет 2 ... 4 % от диаметра прутка или его толщины. Недостатком отрезки на ножницах является кривизна торца получаемой заготовки. При неправильно выбранном зазоре между ножами помимо значительной кривизны торца могут возникнуть дефекты в виде вырывов металла, больших заусенцев, глубоких недопустимых трещин и др.

Форму и размеры режущих кромок ножей выбирают в зависимости от формы сечения разделываемых прутков: для разделки квадратных прутков используют ножи, образующие в рабочем положении зев в форме квадрата (рис. 3.8, б), а для разделки круглых прутков — в форме круга (рис. 3.8, в). Ножи бывают одноручьевыми (рис. 3.8, б, в), служащими для разделки одного профиля, и много ручьевыми (рис. 3.8, г) — для разделки профилей разных форм и размеров. Изготовляют ножи из сталей марок Х12М, 9ХС, У10А и других, которые после термообработки должны иметь твердость HRC3 47 ... 52.

Отрезку заготовок от прутков из углеродистых сталей малых и средних сечений (до 50 мм) осуществляют чаще всего в холодном состоянии. Прутки из углеродистых сталей больших сечений (свыше 50 мм) для снижения усилия отрезки нагревают до 450 .. . 500 °С. При отрезке заготовок от прутков из легированных и высокоуглеродистых сталей в холодном состоянии возможно возникновение недопустимых трещин на торцах, поэтому эти стали перед отрезкой нагревают до 500 ... 650 °С.

Отечественные заводы выпускают кривошипные ножницы усилием до 25 МН (2500 тс), предназначенные для разделки заготовок диаметром до 250 мм. Производительность ножниц достигает нескольких десятков заготовок в минуту.

На базе кривошипных ножниц усовершенствованных конструкций создаются автоматизированные комплексы оборудования для разделки проката на мерные заготовки высокого качества. Ножницы снабжают упором, точно устанавливаемым на заданную длину с пульта управления. На ножницах возможна одно- и двухручьевая отрезка. Автоматизированные комплексы оснащают электронными устройствами, которые управляют работой всех механизмов и отключают установку, когда счетчик показывает, что отрезано нужное количество заготовок.

Отрезку в штампах на кривошипных прессах применяют преимущественно для разделки проката диаметром до 60 мм. Разнообразные конструкции штампов позволяют отрезать геометрически точные заготовки с ровными, перпендикулярными торцами за счет приложения дополнительного осевого сжатия N (рис. 3.9, а), а также за один рабочий ход отрезать одновременно несколько заготовок (рис. 3.9,б).

Рис. 3.9. Схемы отрезки в штампах:
а - с осевым сжатием, б - нескольких заготовок одновременно

Ломка на хладноломах (рис. 3.10) представляет собой способ разделки проката на заготовки путем разрушения металла по предварительно нанесенным надрезам 5, которые являются концентраторами напряжений. Надрез выполняют глубиной, равной 3 ... 8 % от толщины заготовки Н0. Ширина надреза, выполненного механической пилой, соответствует толщине пилы. Если надрез осуществляется газовым резаком, его ширина должна быть не более 5 ... 7 мм. В современных прессах-хладноломах концентраторы напряжений наносят путем вдавливания специального пуансона, образующего на прутке канавку треугольного профиля. Предварительно надрезанная заготовка 3 устанавливается на ломатель 4; при опускании ползуна 1 закрепленные на нем опоры 2 переламывают заготовку.

Рис. 3.10. Схема ломки проката на хладноломах:
1 - ползун, 2 - опоры, 3 - заготовка, 4 - ломатель, 5 - надрезы

Производительность хладноломов зависит от типа применяемого оборудования. Чаще всего в качестве этого оборудования используют быстроходные кривошипные прессы, производительность которых составляет несколько тысяч мерных заготовок в смену. Хладноломы применяют для получения заготовок крупного сечения (50 . .. 250 мм) из легированных и углеродистых сталей, например из стали ШХ15. Возможность быстрого регулирования расстояния между опорами 2 позволяет применять хладноломы и в мелкосерийном производстве. Длина мерных заготовок при ломке должна превышать 1,2D, где D — диаметр или сторона квадрата заготовки; расстояние L между опорами должно составлять 1,5 . . . 2D; пуансон и опоры должны иметь скругления радиусом R = 12 ... 15 мм.

К достоинствам холодной ломки относятся высокая производительность процесса, простота конструкций хладноломов, небольшое усилие ломки и возможность контроля качества металла по характеру излома. Ее недостатками являются непригодность для разделки труб, сложных профилей и пластичных металлов, а также необходимость предварительного нанесения надрезов.

При работе на хладноломе необходимо быть особенно осторожным, так как заготовка после ломки иногда отлетает с большой скоростью. Во избежание травматизма хладнолом должен иметь надежное ограждение.

Резку на механических пилах широко применяют в условиях мелкосерийного производства, где она является основным способом разделки проката на заготовки для ручной ковки. Резка, осуществляемая зубчатыми пилами — дисковыми, ленточными и ножовочными, обеспечивает получение высококачественного разреза, перпендикулярность торцов к оси заготовки и достаточно высокую точность по длине. К достоинствам резки пилами относятся также отсутствие упрочнения металла в зоне торцов, возможность отрезки очень коротких заготовок, а также универсальность, т. е. возможность разделки прутков разных сечений без смены инструмента. К недостаткам следует отнести низкую производительность, отход металла в стружку, определяемый толщиной пилы, а также сильный шум при работе и загрязнение рабочего места мелкой стружкой.

Резку дисковыми пилами применяют для разделки на заготовки металла в холодном и реже — в горячем состоянии. Дисковые пилы бывают цельными, со сменными вставными зубьями (рис.3.11,д) незакрепленными сегментами с зубьями (рис. 3.11, б). Они имеют диаметр, равный 300 . . . 2000 мм, и толщину 2 ... 15 мм. Диски изготовляют из стали 65Г, сегменты — из быстрорежущей стали Р18. Скорость резания и стойкость дисковых пил зависят от прочности разделываемой стали. При разделке углеродистых сталей скорость резания достигает 30 м/мин, а стойкость пил составляет 2 ... 3 смены; скорость резания легированных сталей составляет 6 ... 15 м/мин, стойкость — не более 8 ч. Стойкость дисковых пил можно увеличить в 3 ... 4 раза нанесением на режущие поверхности зубьев слоя твердого сплава (например, Т15К6) толщиной около 0,1 мм.

Рис. 3.11. Дисковые пилы (а, б) и отрезной станок (в):
1 - бабка, 2 - пила, 3 - разделываемая заготовка

Отрезной станок с дисковой пилой (рис. 3.11, в) работает следующим образом. Разделываемая заготовка (пруток) 3 зажимается в горизонтальном и вертикальном направлениях с помощью гидравлического зажима. При неправильной установке заготовки в губках зажима в гидросистеме срабатывает блокировочное устройство, исключающее подачу бабки 1 с дисковой пилой 2. Дисковая пила закрепляется на шпинделе в бабке и приводится во вращение от электродвигателя через клиноременную передачу и коробку скоростей. Подача бабки в направлении резки осуществляется системой гидропривода с бесступенчатым регулированием.

Станок снабжен автоматическим устройством быстрого подвода и отвода пилы до резки и после нее; переключение скорости подачи бабки на режим резания осуществляется автоматически. Для увеличения стойкости инструмента и повышения производительности станки имеют устройства дня охлаждения пилы во время резки. На этом станке разделывают стальные заготовки диаметром до 500 мм. Прутки небольшого диаметра можно резать пакетами, получая одновременно несколько мерных заготовок.

Резка ленточными пилами находит все большее применение в заготовительном производстве. ’’Бесконечная” зубчатая лента шириной 4 ... 40 мм и толщиной 0,6 ... 1 мм, концы которой прочно соединены друг с другом, движется на ленточно-отрезных станках со скоростью 10 . . . 240 м/мин. При разделе заготовок из стали и цветных металлов обеспечиваются хорошее качество поверхности разреза, высокая производительность (в 1,5 ... 2 раза выше, чем при резке дисковыми пилами), малые отход металла (ширина пропила обычно не превышает 2,2 мм) и удельный расход энергии. Шум, возникающий при работе ленточной пилы, незначителен. Недостатком ленточных пил является их низкая стойкость, которая составляет 5 ... 15 ч.

Резка ножовочными пилами производится на ножовочно-отрезном станке (рис. 3.12), который состоит из станины 1, стойки 8, рукава (направляющей) 6 и пильной рамы 7 с закрепленным в ней ножовочным полотном 5. Пильная рама приводится в возвратно-поступательное движение электродвигателем 10 с помощью клиноременной передачи 9 и кривошипно-шатунного механизма, расположенного в стойке станка. Разделываемая заготовка 3 зажимается плоскими и V-образными губками с помощью упора 2 и винта 4. На станке имеется регулируемый упор, позволяющий отрезать заготовки требуемой длины.

Рис. 3.12. Ножовочно-отрезной станок:
1 - станина, 2 - упор, 3 - заготовка, 4 - винт, 5 - ножовочное полотно, 6 - рукав, 7 - рама, 8 - стойка, 9 - клиноременная передача, 10 - электродвигатель

Ножовочное полотно автоматически охлаждается в момент отрезки подаваемой электронасосом жидкостью. По окончании операции хобот с полотном поднимается вверх и станок автоматически выключается. Наибольший размер сечения разрезаемой заготовки составляет 250 мм, ширина пропила — 2,5 . . . 3,5 мм. Кроме металла круглого и квадратного сечений на станке можно разделывать металл другого профиля — двутавры, швеллеры и т.п., а также эти профили, собранные пакетами.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru