Профессиональное обучение
(сборник учебников по профессиям)

Инструмент для ручной ковки

       

Основной технологический инструмент

Классификация кузнечного инструмента. Качественное, высокопроизводительное и безопасное выполнение работ по ручной ковке возможно при наличии необходимого набора кузнечного инструмента и приспособлений. По назначению кузнечный инструмент делят на три группы: основной; вспомогательный; контрольно-измерительный.

Основной технологический инструмент (наковальни, кувалды, гладилки и др.) служит для деформирования металла и придания ему требуемых форм и размеров.

Вспомогательным является инструмент (клещи различных типов), с помощью которого заготовку фиксируют в нужном положении в процессе ковки, кантуют вокруг оси, укладывают в печь, извлекают из нее и транспортируют к наковальне.

Контрольно-измерительный инструмент применяют для разметки заготовки, контроля формы и размеров поковки по переходам в процессе ковки и окончательного контроля ее геометрических размеров.

Основной инструмент подразделяют на опорный, ударный и подкладной.

Опорный инструмент представляет собой массивную опору, на которой выполняют практически все кузнечные операции. Опорным инструментом для ручной ковки служит наковальня. В зависимости от конструкции различают наковальни пяти видов: безрогие, однорогие, двурогие, консольные и носящие название шперак.

На рис. 5.1, а показана наиболее распространенная и удобная для ручной ковки однорогая наковальня (ГОСТ 11397—75), рабочими частями которой являются верхняя опорная часть 1 и рог 6. Опорная часть, называемая наличником, гладко обработана и закалена до твердости НВ 340 . . . 477. Рог представляет собой консольный конический выступ, на котором выполняют операции гибки, раскатки, сварки кольцевых заготовок и др. Хвост 2 наковальни — небольшая консольная часть с другой стороны рога — применяется для гибки заготовок на 90 ° . На опорной части наковальни выполнено три отверстия: круглые 0 15 мм служат для пробивки отверстий в поковках, квадратные (35 х 35 мм) — для установки в них подкладного инструмента и приспособлений. Наковальня устанавливается на стуле или тумбе 3 на такой высоте от пола, чтобы пальцы вытянутой руки кузнеца касались поверхности наличника. Крепится наковальня на прочном, врытом в землю деревянном чурбане хомутами 4 (или костылями), охватывающими ’’ноги” 5 наковальни.

Рис. 5.1. Наковальни:
а - однорогая, б - безрогая, в - двурогая, г - шперак; 1 - опорная часть, 2 - хвост, 3 - стул (тумба), 4 - хомут, 5 - ’’нога”, 6 - рог

Однорогие наковальни выпускают длиной L, равной 480 . .. 800 мм; ширина В наличника составляет 170 . . . 240 мм. Отливают их из стали 45 Л массой 70 . . . 210 кг (в зависимости от габаритных размеров) .

Перед началом работы наковальню следует проверить на отсутствие трещин. Проверку осуществляют, легко ударяя молотком по наличнику; молоток при этом должен отскакивать, а наковальня — издавать чистый и звонкий звук высокого тона (наковальня, имеющая трещину, издает глухой звук).

Помимо однорогих бывают безрогие (рис. 5.1, б) и двурогие (рис. 5.1,в) наковальни (ГОСТ 11396—75 и 11398—75).В двурогих наковальнях рог с одной стороны имеет вид цельного конуса, а с другой — вид конуса, усеченного вдоль оси симметрии плоскостью наличника. Усеченный рог удобен для выполнения гибки плоских заготовок на углы, меньшие 90 °. Двурогие наковальни выпускают общей длиной 670 . . . 1060 мм и массой 100 ... 270 кг.

Разновидностью наковален является шперак (рис. 5.1, г) — маленькая наковальня массой до 4 кг, применяемая при изготовлении мелких поковок. Шперак устанавливается в квадратное отверстие наковален, рассмотренных выше. Изготовляют его ковкой из стали 45 с закалкой поверхности наличника до твердости HRC3 40 . . . 45. Габаритные размеры шперака должны соответствовать ГОСТ 11400—75 (см. рис. 5.1,г).

Ударный инструмент. К этому инструменту относятся кувалды (боевые молоты) и ручники (кузнечные молотки). С помощью первых выполняют основную работу деформации металла, вторые применяют для нанесения слабых ударов и управления мощными ударами молотобойца.

При ковке используют три типа кувалд (рис. 5.2, а): тупоносые 1, остроносые продольные 2 я остроносые поперечные 3. В соответствии с ГОСТ 11401—75 и 11402—75 кувалды изготовляют ковкой из стали 50; их рабочие поверхности обрабатывают на металлорежущих станках до получения шероховатости Rz 800. Рабочие части кувалд термически обрабатывают до твердости НRC3 48 ... 52 глубиной до 30 мм. Тупоносые кувалды имеют длину L, равную 128 . . . 205 мм, а массу — 2 ... 16 кг; у остроносых длина ? составляет 168 . . . 212 мм, а масса — 3 ... 8 кг.

Рис. 5.2. Ударный инструмент:
а - кувалды тупоносые (1), остроносые продольные (2) и остроносые поперечные (3), б - ручники с шарообразным (4), поперечным (5) и продольным (6) задками

Рукоятки для кувалд изготовляют длиной 750 . . . 900 мм из тонкослойной древесины граба, клена, кизила, рябины или комлевой част березы с незначительным утолщением свободного конца. Насадочное отверстие для рукоятки должно иметь расширение от середины к наружным поверхностям с уклоном не более 1:10. Такая форма отверстия обеспечивает расклинивание рукоятки в кувалде и повышает надежность ее закрепления.

Ручники (рис. 5.2, б) служат кузнецу для указания молотобойцу места и силы удара, а также для подачи команд о начале и конце ковки и темпе нанесения ударов. Поскольку ручники используют также для выполнения мелких работ, они имеют несколько разновидностей: молоток-ручник 4 с шарообразным задком, ручники с поперечным 5 и продольным 6 задками. Изготовляют ручники из стали У7 массой 0,5 ... 1,5 кг. Рукоятки для них изготовляют длиной 350 . . .600 мм из березы, клена, ясеня или рябины; они должны быть гладкими и без трещин.

Подкладной инструмент устанавливают либо на заготовку, либо на наковальню под заготовку. В первом случае удары кувалдой наносят по подкладному инструменту, с помощью которого получают поковку требуемой формы. Во втором случае удары наносят по заготовке и она деформируется под действием подкладного инструмента снизу.

К подкладному инструменту относятся кузнечные зубила, подсечки, подбойки, гладилки, раскатки, пережимки, обжимки, гвоздильни, формы, прошивни и оправки.

Кузнечные зубила, предназначенные для выполнения разделительных операций, состоят из трех основных частей: головки со слегка выпуклой поверхностью, по которой наносят удары; средней части с отверстием для насадки деревянной рукоятки; ножа, которым, внедряясь в металл, разделяют заготовку на части. Применяют зубила двух типов — простые (рис. 5.3, а), служащие для отрубки холодного и горячего металла, и фасонные (рис. 5.3, б). В соответствии с ГОСТ 11418-75 простые зубила для холодной рубки имеют длину, равную 160 . . . 190 мм, для горячей — 180 . . . 240 мм. Угол заточки ножа у зубила для холодной рубки составляет 60 °, для горячей — 30 °. Зубила изготовляют массой 0,9 ... 3,6 кг из стали 6ХС, причем рабочая часть на длине 30 мм у зубил для холодной рубки имеет твердость HRC3 54 . . . 58, для горячей рубки — HRC3 50 . . . 55. Головки зубил термообрабатывают на длине 20 мм до твердости HRC3 30 . .. 40. Ножи в простых зубилах имеют длину В, равную 30 ... 50 мм. Разновидностью простых зубил является одностороннее зубило, у которого нож имеет односторонний скос. Оно служит для отрубки кондов поковок, у которых требуется получить торец без уклона.

Рис. 5.3. Подкладной инструмент:
а, б - простые и фасонные зубила, в - подсечки

Фасонные зубила (рис. 5.3, б) имеют скругленную форму ножа и применяются для отрубки заготовок по криволинейному контуру. Изготовляют их из стали 6ХС, термообрабатывая ножевую часть до твердости HRC3 50 . . .55. Деревянную рукоятку насаживают без расклинивания в отверстие, имеющее двусторонние уклоны 1:10.

Подсечки (рис. 5.3, в) являются инструментом, предназначенным для выполнения разделительных операций. Подсечку хвостовой частью вставляют в квадратное отверстие наковальни, на лезвие подсечки устанавливают заготовку и, нанося по ней удары, выполняют отрубку. Применение подсечек облегчает и ускоряет работу кузнеца. В соответствии с ГОСТ 11420—75 материалом для подсечек служит сталь 50, рабочая часть на длине 30 мм имеет твердость HRC3 50 ... 55. Длина В лезвия подсечек составляет 50 ... 70 мм, а высота h рабочей части — 50 ... 65 мм. Форма заточки режущей кромки показана на рис. 5 3, в.

Подбойки (верхние и нижние) применяют для интенсификации операций протяжки — увеличения длины заготовки за счет уменьшения площади поперечного сечения. Верхние подбойки (подбойка-верхники) (рис. 5.4, а, б) состоят из головки (затылка), по которой наносят удары кувалдой, средней части, имеющей отверстие для насадки без расклинивания деревянной рукоятки, и нижней рабочей части, которая деформирует заготовку. Форма нижней части может быть плоской (рис. 5.4, а) и полукруглой (рис. 5.4, б) в соответствии с ГОСТ 11406—75 и 11408—75. В зависимости от типоразмеров у плоских подбоек рабочая поверхность может иметь размеры от 40x40 до 55x55 мм, радиус г скругления рабочей поверхности у полукруглых подбоек равен 8 ... 30 мм.

Рис. 5.4. Верхние (а, 6) и нижние (в, г) подбойки

Нижние подбойки (подбойки-нижники) аналогично подсечкам вставляют хвостовиками в квадратное отверстие наковальни; они бывают прямоугольными (рис. 5.4, в) и полукруглыми (рис. 5.4, г). Размеры и форма рабочих частей нижних и верхних подбоек аналогичны между собой. Подбойки изготовляют из стали 45, их рабочие поверхности на длине 30 мм термически обрабатывают до твердости НЫСЭ 40 ... 45, а головки — до твердости HRC3 30 ... 40.

Обжимки применяют для сглаживания поверхности круглых, квадратных и других фасонных поковок и повышения точности их формы и размеров. Верхние (рис. 5.5, а) и нижние (рис. 5.5, б) обжимки по конструкции аналогичны подбойкам, но отличаются от них формой рабочей части. Диаметр D рабочих частей обжимок (ГОСТ 11403—75) выбирают в пределах от 20 до 70 мм. Изготовляют этот инструмент из стали 50, ударная часть имеет твердость HRC3 30 . . . 40, рабочая — HRC3 44 . . .52. Помимо обжимок с круглой рабочей поверхностью иногда применяют также обжимки, рабочие поверхности которых имеют квадратную или фасонную форму.

Рис. 5.5. Подкладной инструмент:
а, б - верхние и нижние обжимки, в, г - плоские и полукруглые гладилки

Гладилки имеют гладкую рабочую поверхность и применяются для сглаживания неровностей, образовавшихся на поверхности поковки от ударов кувалдой. При нанесении ударов они удерживаются на поковках с помощью деревянной рукоятки, насаженной без расклинивания в отверстие в средней части. Различают плоские (рис. 5.5, в) и полукруглые (рис. 5.5, г) гладилки. Этот инструмент изготовляют ковкой из стали 45; их рабочая поверхность должна иметь твердость HRC3 40 . . . 45. В соответствии с требованиями ГОСТ 11412—75 и 11413—75 размер В рабочей части у плоских гладилок составляв-50 . . . 100 мм, у полукруглых гладилок В = 80 . . . 90 мм, Вг = 60 . . . ... 70 мм.

Пробойники (рис. 5.6) применяют для изготовления в поковках круглых и фасонных отверстий. Они имеют головку, по которой наносят удары, среднюю часть с отверстием для деревянной рукояткк и рабочую часть. Форма поперечного сечения рабочей части пробойни ка зависит от формы пробиваемого отверстия, поэтому пробойник? (рис. 5.6, а ... г) бывают круглыми (ГОСТ 11414—75), овальными, (ГОСТ 11415-75), квадратными (ГОСТ 11416-75) и прямоугольными (ГОСТ 11415—75). Рабочую часть пробойников выполняют конусной для того, чтобы облегчить выемку инструмента из пробитого отверстия и иметь возможность в широких пределах получать отверстия различных размеров. Пробойники изготовляют из стали 6ХС с твердостью рабочей части HRC3 45 ... 50 на длине 30 мм и твердостью головки HRC3 30 ... 40 на длине 20 мм.

Рис. 5.6. Пробойники:
а - круглые, б - овальные, в - квадратные, г - прямоугольные

Гвоздильня — это приспособление для изготовления утолщенных головок у поковок типа стержней (болты, заклепки и др.). Кузнецы применяют простые и многорядные гвоздильни. Простая гвоздильня (рис. 5.7, а) представляет собой корпус, в мотором имеются полость специальной формы, сквозное отверстие и ручка. Заготовку вставляют в отверстие, а ее выступающую часть деформируют так, чтобы металл заполнил полость (см. рис. 6.4, в), Форма полости со ответствует форме изготовляемой головки детали, а ее вертикальные стенки имеют наклон, равный 3 . . . 5 °, что облегчает удаление поковки после высадки головки.

Рис. 5.7. Подкладной инструмент:
а - простые гвоздильни, б - форма

В корпусе многорядной гвоздильни имеется большое число отверстий с разными по форме полостями. При ковке гвоздильню устанавливают на наличник наковальни, а после ковки переворачивают и выбивают из нее поковку. Гвоздильни изготовляют ковкой из стали 45 или сталей У7 и У7А, обеспечивая термообработкой твердость HRC3 44 .. . 50.

Форма (рис. 5.7, б) представляет собой массивную плиту, в которой имеются различные по конфигурации и размерам отверстия, а на боковых гранях выполнены разнообразные ручьи. Первые служат дня пробивки в поковках отверстий соответствующей формы; ручьи, аналогично обжимкам, используются при протяжке заготовок и отделке поковок круглого, квадратного, шестигранного и других сечений. Формы изготовляют литьем из сталей 35 Л и 40Л с последующей механической обработкой дня получения гладкой поверхности ручьев.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru