Профессиональное обучение
(сборник учебников по профессиям)

Операции ручной ковки

       

Протяжка

Протяжкой называют кузнечную операцию, при которой увеличивают длину всей заготовки или ее части за счет уменьшения площади поперечного сечения. Протяжку применяют наиболее часто — и как формообразующую операцию, и как метод заварки внутренних дефектов в слитке и улучшения механических свойств металла.

Выполняют протяжку ударами молотка, кувалды или бойка молота с подачей заготовки вдоль продольной оси (рис. 6.7). После каждого удара или серии ударов заготовку поворачивают вокруг оси и снова деформируют по высоте, что ведет к ее дальнейшему удлинению. Поворот заготовки вокруг оси называется кантовкой, продольное перемещение — подачей, а два последовательных обжатия с промежуточной кантовкой — переходом.

Рис. 6.7. Способы протяжки:
а ... в - с использованием соотвественно подбойки гладилки и обжимки

При протяжке заготовка подвергается сложной деформации: ее высота (толщина) в месте удара уменьшается, а длина и ширина увеличиваются (последняя незначительно). Увеличение длины и уменьшение плошади поперечного сечения заготовки при протяжке называется вытяжкой, а увеличение ширины — уширением. Количественно формоизменение заготовки при протяжке определяют несколькими показателями:

  1. Деформацию по высоте называют относительной деформацией.
  2. Увеличение ширины заготовки характеризуют относнтельным уширением.
  3. Увеличение длины заготовки при протяжке определяется относительным удлинением.
  4. Общую деформацию металла при протяжке характеризует коэффициент вытяжки.

В качестве показателя формоизменения металла при протяжке широко применяют уков, являющийся величиной, характеризующей уменьшение площади поперечного сечения заготовки.

Исходя из условия постоянства объема металла при обработке давлением, устанавливаем, что чем меньше уширение при протяжке, тем больше вытяжка, эффективнее осуществляется операция ковки и меньшее количество переходов потребуется для получения заготовки нужной длины.

Протяжку прутка без использования дополнительного протяжного инструмента выполняют на наковальне за несколько переходов. После каждого удара деформируемый участок прутка осаживается по высоте, уширяется и одновременно удлиняется. Пруток кантуют на 90 ° и наносят удар с целью ликвидации уширения, возникшего при предыдущем ударе. Таким образом, нанося после каждой кантовки удары по заготовке и осуществляя нужную подачу, уменьшают и ширину, и толщину заготовки, при этом удлинение с каждым ударом увеличивается. Рассмотренный способ протяжки неэффективен, так как полученное при каждом переходе удлинение является незначительным вследствие большого уширения.

В целях интенсификации операцию протяжки выполняют с использованием протяжного инструмента — подбоек, раскаток, гладилок и обжимок (см. рис. 5.4, 5.5). Нагретый до ковочной температуры деформируемый пруток или полоса укладывается на наковальню (рис. 6.7, а), на заготовку ставят полукруглую ручную подбойку и, нанося по ней удары кувалдой, выполняют местную деформацию по высоте. Переставляя последовательно подбойку вдоль оси заготовки, деформируют требуемую часть последней. Внедрение подбойки в металл сопровождается интенсивным течением металла вдоль заготовки с незначительным уширением. Чем уже подбойка и меньше диаметр скругления ее рабочей части, тем меньше уширение и больше вытяжка. После обработки подбойкой поверхность заготовки имеет волнистую форму, поэтому по окончании протяжки ее обычно проглаживают плоской гладилкой (рис. 6.1,б) до нужной толщины. Вместо специальной подбойки можно пользоваться задком остроносой кувалды или ручника. Подбойками пользуются также при изготовлении желобов, вогнутых поверхностей и канавок.

При протяжке круглых заготовок и изготовлении длинных поковок круглого сечения пользуются обжимками (рис. 6.7, в). Обжимку-нижник хвостовиком вставляют в квадратное отверстие наковальни, а обжимку-верхник устанавливают сверху на деформируемую заготовку. Нанося удары кувалдой по обжимке, кантуя заготовку и перемещая ее вдоль оси, выполняют операцию протяжки. Использование обжимок при протяжке увеличивает точность поковок и повышает производительность труда.

Если в цехе отсутствуют заготовки нужного сечения, их получают протяжкой имеющихся на складе заготовок большего сечения. При выполнении операции протяжки необходимо соблюдать основное правило: независимо от формы конечной заготовки исходную заготовку сначала куют на квадрат, затем полученный квадрат протягивают в квадрат наименьшего сечения и только в конце ковки из квадрата получают требуемую форму сечения, например круг. Протягивать непосредственно круглую заготовку в круг нельзя, поскольку при такой ковке в центральной зоне заготовки возникают внутренние напряжения, которые могут привести к образованию скрытых трещин в металле.

На рис. 6.8 показана последовательность переходов при протяжке заготовок в поковки меньшего сечения (последовательность получения квадратного прутка из круглой заготовки большего сечения показана на рис. 6.8, а, из квадратной заготовки большего сечения — на рис. 6.8, б). При ковке круглого прутка из круглой заготовки большего сечения (рис. 6.8, в) последнюю сначала перековывают на квадрат, затем полученный квадрат последовательно протягивают в квадрат со стороной, немного меньшей диаметра требуемой круглой поковки, этот квадрат куют на восьмигранный пруток, который с использованием круглых зажимок протягивают в круглый пруток нужного диаметра. В процессе ковки после каждого подогрева следует очищать заготовку от образующейся окалины.

Рис. 6.8. Последовательность переходов при различных вариантах протяжки заготовок на меньшие сечения:
а, б - получение квадратного прутка из круглой и квадратной заготовок больших сечений, в, г - получение круглого прутка из круглой и квадратной заготовок больших сечений

При ковке круглого прутка из квадратной заготовки (рис. 6.8, г) последнюю сначала протягивают в квадрат меньшего сечения, затем этот квадрат — в восьмигранник и в конце ковки -- восьмигранник в круг нужного диаметра.

Рис. 6.9. Последовательность переходов при ковке различных поковок типа стержней с головкой:
а ... в - изготовление прямоугольных и квадратной поковок соответственно с односторонним, двусторонним и четырехсторонним уступами, г - изготовление поковки удлиненной формы с квадратной головкой и круглой стержневой частью

Операцию протяжки применяют не только для уменьшения сечения заготовки, но и при изготовлении заготовок деталей типа стержней с одной или двумя головками, симметричных и несимметричных круглых и плоских поковок. Рассмотрим некоторые примеры изготовления поковок, когда протяжка является основной операцией ковки.

Пример 1. Изготовление прямоугольной (или квадратной) поковки с односторонним уступом (рис. 6.9, а).

Нагретую до ковочной температуры заготовку укладывают на наковальню, с помощью металлической линейки или кронциркуля отмеряют размер, равный длине головки. Удерживая заготовку клещами, кузнец на отмеченное место устанавливает перебивку, а молотобоец наносит удары кувалдой по перебивке и внед-ряет ее в металл на глубину будущего уступа. После очистки наковальни от окалины кузнец устанавливает на протягиваемую часть заготовки подбойку, которую молотобоец ударами кувалдой внедряет на нужную глубину. В процессе работы кузнец постепенно переставляет подбойку от места начального пережима заготовки к ее концу. Заготовка удлиняется за счет уменьшения поперечного сечения. При каждом внедрении подбойки заготовка на участке деформации уширяется и несколько искривляется, поэтому через каждые два-три удара ее следует кантовать на 90 ° и, поставив на ребро, легкими ударами исправлять дефекты. После протяжки волнистую поверхность выравнивают плоской гладилкой и придают ей окончательные размеры. Если на какой-либо стадии ковки заготовка подстынет, ее подогревают и заканчивают обработку, не забывая каждый раз удалять окалину с заготовки и наличника наковальни. Так как утолщенная часть заготовки (головка) при протяжке не деформируется, то ее размеры должны быть обеспечены размерами исходной заготовки. В случае отсутствия на складе полосы нужного размера исходную заготовку предварительно изготовляют из имеющегося прутка большего сечения ковкой с применением основных операций протяжки, осадки и отрубки.

Пример 2. Изготовление прямоугольной (или квадратной) поковки типа стержня с головкой с двусторонним уступом (рис. 6.9, б).

На поверхности нагретой заготовки на нужном месте делают отметку, определяющую размер головки. Исходная заготовка должна иметь сечение, соответствующее размерам головки будущей поковки. Заготовку устанавливают по разметке на перебивку-нижник. вставленный в квадратное отверстие наковальни. Сверху строго вертикально на заготовку над перебивкой ставят перебивку-верхник. Кузнец левой рукой клещами удерживает заготовку, а правой фиксирует на нужном месте перебивку-верхник. Молотобоец слабыми ударами кувалдой внедряет перебивки в заготовку на глубину будущих уступов. Очистив наковальню от осыпавшейся окалины, с помощью подбойки выполняют протяжку, деформируя заготовку сначала с одной стороны, а затем, перевернув ее на 180 ° , - с другой.

Через каждые два-три удара заготовку поворачивают на 90 и легкими ударами правят, ликвидируя возникающие при протяжке уширение и изгиб. После дополнительного подогрева и очистки от окалины поковку подвергают окончательной ковке - проглаживают волнистую поверхность и боковые поверхности гладилкой, придают поковке окончательные размеры.

Пример 3. Изготовление квадратной (или прямоугольной) поковки типа стержня с головкой с четырехсторонним уступом (рис. 6.9, в).

Исходная заготовка имеет сечение, соответствующее сечению головки. Аналогично предыдущему примеру, на противоположных сторонах заготовки изготовляют два уступа, затем заготовку кантуют на 90 ° и на двух ее других сторонах выполняют еще два уступа. С помощью подбойки заготовку протягивают, поворачивая ее после каждого удара кувалдой на 90 . После подогрева и тщательной очистки от окалины протянутую часть поковки выглаживают плоской гладилкой и придают ей окончательные размеры. При выглаживании поковку кантуют на 90 ° через каждые два-три удара.

Пример 4. Изготовление поковки удлиненной формы с квадратной головкой и круглой стержневой частью (рис. 6.9, г).

Исходной для данной поковки является заготовка квадратного сечения с размерами головки будущей поковки. При отсутствии готового проката нужного сечения заготовку изготовляют протяжкой из имеющегося в наличии проката большего сечения. После нагрева до требуемой температуры и очистки от окалины, отмерив нужную длину для головки, стержневую часть поковки протягивают на квадрат со стороной d, где d - диаметр будущей поковки. После подогрева и очистки от окалины поковку ставят ребром на наковальню и частыми ударами кувалдой перековывают на восьмигранник с размерами d. Окончательной операцией является подкатка восьмигранника в обжимках круглой формы на круг диаметром d. Подкатку выполняют легкими ударами по обжимке-верхнику кувалдой, при каждом ударе поворачивая заготовку вокруг ее продольной оси и постепенно продвигая вперед до тех пор, пока поковка не будет обработана на длину стержневой части.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru