Учебники по популярным профессиям
на asv0825.ru

Машинная ковка

       

Операции машинной ковки (ч 2)

Вытяжку заготовки при протяжке на универсальных бойках можно увеличить, применяя подкладной инструмент — раскатку (рис. 10.10,а), которая действует как узкий боек и обеспечивает деформацию заготовки в сторону увеличения ее длины. Учитывая неудобство работы с раскаткой и увеличение объема прогладочных работ после протяжки, этот способ применяют лишь при отсутствии в цехе молота достаточной мощности.

Рис. 10.10. Схема протяжки с использованием раскатки (а) и комбинированные бойки (б)

Наибольшая производительность при протяжке на молотах достигается при ковке узкими бойками. Проглаживают поковки на другом молоте, имеющем универсальные (широкие) бойки.В небольших кузницах на молотах малой мощности устанавливают бойки, имеющие с одного края закругленную форму, а с другого — плоскую (рис. 10.10, б). Закругленную часть бойков используют для протяжки заготовки, плоскую — для проглаживания ее поверхности и других работ.

На плоских бойках протяжкой получают поковки не только прямоугольного, но и круглого сечения. Исходную заготовку круглого сечения сначала протягивают на квадрат со стороной, на 2 ... 3 % меньшей диаметра требуемой круглой поковки. Этот квадрат, деформируя по диагоналям, превращают в восьмигранник, а последний, обкатывая по ребрам и граням, — в круг.

Описанный способ ковки круглых поковок на плоских бойках опасен тем, что в осевой части заготовки возникают большие растягивающие напряжения, вызывающие образование трещин и рыхлости в сердцевине поковки. Из-за этого явления не допускается протяжка круглых заготовок на круг методом непрерывной кантовки по схеме ’’круг на круг”. В связи с изложенным протяжка круглых поковок на плоских бойках возможна только для высокопластичных металлов, например для низкоуглеродистой стали.

Круглые поковки следует изготовлять с применением вырезных бойков (рис. 10.11, а), обжимок (см. рис. 10.40) или комбинированных бойков (нижний — вырезной, верхний — плоский). Использование вырезных бойков позволяет получать круглые поковки более точной цилиндрической формы и выполнять протяжку с большей скоростью, вследствие чего уменьшается вероятность появления трещин в поковках из высоколегированных сталей и сплавов. Последнее объясняется тем, что при протяжке в вырезных бойках деформирующие силы воздействуют на заготовку не с двух сторон, как при протяжке в плоских бойках (рис. 10.11, б), а с четырех (см. рис. 10.11, а). Такая схема действия сил увеличивает интенсивность вытяжки, способствует более равномерному течению металла и значительному уменьшению растягивающих напряжений в сердцевине поковки. Производительность протяжки в вырезных бойках на 20 ... 30 % больше, чем на плоских. Вырезные бойки бывают полукруглого (радиального) профиля разных радиусов и ромбического профиля с различными углами охвата заготовки в зависимости от пластичности металла.

Рис. 10.11. Схемы действия сил на заготовку
при протяжке в вырезных (а) и плоских (б) бойках

Особенности выполнения протяжки на машинах. На молотах короткие заготовки протягивают ”на себя”: кузнец ведет обжатие заготовки от конца к ее середине, как бы отталкивает заготовку и приближает к себе участок, по которому наносится удар. Длинные заготовки для облегчения уравновешивания на бойке протягивают ”от себя”, обжимая заготовку в направлении от ее середины к концу, как бы удаляя деформируемый участок от себя. После протяжки одного конца заготовку перехватывают клещами, переворачивают и протягивают второй конец.

Протяжку слитков на прессах ведут с середины ”от себя” так, чтобы зона усадочной раковины была вытеснена в сторону, ближе к концу поковки, т. е. к ее прибыльной части, которая отрубается и отправляется на переплавку.

При первоначальной протяжке слитков, в отличие от других случаев, рекомендуются небольшие обжатия в пределах 20 ... 60 мм. При больших обжатиях в слитке могут вскрыться подкорковые пузыри, в результате чего на поковке появятся поверхностные дефекты и возможно образование трещин. При последующих обжатиях после заварки пустот степень деформации должна быть значительно большей для обеспечения равномерной деформации по сечению слитков и получения мелкозернистой и однородной структуры металла поковки.

Протяжка характерна тем, что заготовка быстрее охлаждается со стороны нижнего бойка, так как при протяжке она соприкасается с верхним бойком только в момент деформирования, а с нижним — значительно дольше, в течение всего времени протяжки. Неравномерное охлаждение заготовки по сечению ведет к ее искривлению. Исправление такой заготовки достигается ее обжимом с кантовкой на 180 ° и правкой боковой стороны с кантовкой на 90 °.

После каждой кантовки на 90 ° необходимо следить за тем, чтобы боковые поверхности заготовки были перпендикулярны поверхности бойков. В противном случае квадратная или прямоугольная форма сечения заготовки искажается и становится ромбической, образуются острые кромки с трещинами, возникает брак поковки по форме, размерам и целостности металла.

Стремление повысить эффективность протяжки увеличением обжатия по высоте (ΔН) опасно возникновением зажима (рис. 10.12). На рисунке показаны стадии образования зажима на поковке. Такой дефект появляется при ΔН/2 > а, где а — подача за один обжим.

Рис. 10.12. Схема образования зажима при протяжке

При протяжке узких поковок прямоугольного профиля с обжимом по высоте сечения (рис. 10.13, а) возможен дефект в виде продольного изгиба (рис. 10.13, б). Такой изгиб появляется при обжатии заготовки на ребро, когда ее ширина b в 2,5 раза превышает толщину h. Если заготовка изогнулась, ее следует тут же поправить кантовкой на 90 °, так как дальнейшая ее деформация без правки приведет к образованию неисправимого брака — зажима (рис. 10.13,в).

Рис. 10.13. Схема образования зажима при обжатии заготовки на ребро:
а - начало протяжки, б — продольный изгиб, в - зажим

Для уменьшения неравномерности деформации при ковке боковой стороны заготовки после кантовки рекомендуется подачу а увеличить до расстояния L между впадинами, а заготовку на бойки ставить так, как показано на рис. 10.14.

Рис. 10.14. Способ уменьшения неравномерности
деформации боковой стороны заготовки

Вспомогательные операции при протяжке используются в основном как подготовительные для последующей протяжки, а также как отделочные после протяжки. К ним относятся оттяжка цапфы слитка, биллетировка слитка, выполнение наметок, пережим, передача, проглаживание и правка.

Оттяжка цапфы круглого сечения производится из прибыльной части слитка. На цапфу надевают патрон (рис. 10.15, а), с помощью которого кантователь через цепь 3 вращает слиток 2 в зоне пресса, или за нее удерживают и перемещают слиток клещами 6 манипулятора 7 (рис. 10.15, б) в процессе ковки бойками 1. Диаметр цапфы равен примерно половине диаметра слитка, а длина — 1,5 ... 2 ее диаметрам. При оттяжке цапфы необходимо обеспечить совпадение ее оси с осью слитка.

Рис. 10.15. Протяжка слитка:
а - с помощью кантователя, б - с помощью манипулятора; 1 - бойки, 2 - слиток, 3 - цепь кантователя, 4 - патрон, 5 - противовес, 6 - клещи манипулятора, 7 - манипулятор

Биллетировка (обжим граней) слитка выполняется после оттяжки цапфы под патрон и представляет собой предварительную протяжку с малыми обжатиями для получения корпуса слитка цилиндрической формы. Вначале производят легкие обжатия по ребрам слитка, а затем и по граням для проработки некачественной поверхности. По окончании биллетировки, как правило, отрубают донную часть слитка, а полученная заготовка (биллет) поступает на подогрев.

При изготовлении фасонных поковок типа валов с уступами и выемками, а также поковок ступенчатой формы и других исходную заготовку сначала размечают с помощью измерительного инструмента и шаблонов. Затем для повышения точности распределения металла между отдельными частями поковки по размеченным местам делают наметки (засечки). Наметки выполняют круглыми или угловыми раскатками небольшого размера, внедряя их в металл слабыми ударами молота или нажатиями пресса.

Пережим (перебивку) применяют для увеличения размеров наметки до высоты уступа, выступа или выемки на поковке. Операцию выполняют с помощью раскаток и пережимок (рис. 10.16, а ... г), форму которых выбирают в соответствии с формой изготовляемых уступов. Для компенсации утяжины металла около места пережима размеры поперечного сечения заготовки должны быть на 25 ... 50 мм больше номинальных. Для выравнивания утяжин металл разгоняют полукруглыми раскатками. Круглые заготовки пережимают в полукруглой обжимке 1 с помощью раскатки 2 с вырезом (рис. 10.16, д).

Рис. 10.16. Схемы пережима:
а - круглой раскаткой, б, в - двусторонней и односторонней треугольными пережимками, г - фасонной пережимкой, д - раскаткой с вырезом; 1 - обжимка, 2 - раскатка

На рис. 10.17, а . . . г представлены схемы получения уступов и выемок различных видов. Односторонний уступ (рис. 10.17, а) изготовляют пережимом заготовки на требуемую высоту уступа (ΔН) и последующей протяжкой правой части заготовки до необходимого сечения. Чтобы нижняя часть заготовки не деформировалась, протяжку выполняют узким верхним бойком на широком нижнем. Аналогично изготовляют двусторонний уступ (рис. 10.17, б), но в этом случае необходимо заготовку деформировать бойками одинаковой ширины.

Рис. 10.17. Схемы ковки уступов (а, б) и выемок (в, г)

Изготовление поковки с односторонней выемкой (рис. 10.17, в) состоит в пережиме заготовки в двух местах на заранее рассчитанном расстоянии / и последующем обжатии выделенного участка узким верхним бойком или раскаткой на широком нижнем бойке. Расстояние / рассчитывают с таким условием, чтобы после ковки получить требуемые высоту и длину поковки в месте выемки. Аналогично, но с помощью одинаковых бойков или раскаток изготовляют поковки с двусторонней выемкой (рис. 10.17, г). Комбинируя рассмотренные схемы изготовления уступов и выемок, получают поковки с несколькими выемками и уступами сложной формы.

Передача является операцией смещения одной части заготовки относительно другой сдвигом в направлении, перпендикулярном продольной оси поковки, и применяется при изготовлении ступенчатых поковок, например коленчатых валов.

Передачу в одной плоскости (рис. 10.18, а, б) выполняют на сдвинутых друг относительно друга бойках пресса или специальных подкладках. На заготовке предварительно делают пережим, затем верхним бойком сдвигают верхнюю правую часть вниз относительно левой. Сдвиг одной части заготовки относительно другой происходит за счет деформации металла в узкой зоне, прилегающей к плоскости I — I, с которой совпадают торцовые поверхности бойков. Передачу по рассмотренной схеме применяют в тех случаях, когда расстояние между сдвинутыми частями поковки незначительно, например у вала с короткой центральной шейкой.

Рис. 10.18. Схемы выполнения передачи
в одной (а, б) и двух (в, г) плоскостях

Передачу в двух плоскостях (рис. 10.18, в, г) применяют при изготовлении, например, коленчатого вала с длинной промежуточной шейкой. На заготовке на расстоянии а друг от друга выполняют два пережима. Бойки сдвигают, но оставляют такое перекрытие между ними, чтобы торцовые поверхности бойков совпадали с крайними вертикальными поверхностями пережимов. Деформируя заготовку верхним бойком, сдвигают ее правую часть относительно левой. Это смещение происходит за счет деформации металла в зоне между поверхностями 1 - I и II - II.

При выполнении рассмотренных операций длинный конец заготовки необходимо поддерживать краном или с помощью подкладок, чтобы предотвратить изгиб поковки.

Во избежание перерезания волокон металла в месте сдвига деформирующий инструмент должен иметь большой радиус скругления кромок. При передаче в двух плоскостях, как правило, перерезания волокон не происходит. Особенностью передачи является образование утя-жины в зоне сдвига между плоскостями I -1 и II - II (в этой плоскости уменьшается площадь поперечного сечения заготовки).

Проглаживание применяют как отделочную операцию после протяжки для получения гладкой поверхности поковки и доведения ее размеров до установленных допусками. Проглаживание представляет собой протяжку с небольшой степенью деформации при больших подачах. При этом длинные стороны бойков устанавливают вдоль оси поковок, т. е. в направлении, перпендикулярном обычному положению при протяжке. Для проглаживания используют также прямоугольные раскатки.

Правку применяют для выпрямления изогнутых поковок. Она по существу является операцией гибки, которую выполняют с помощью крана (рис. 10.19,а) или подкладок и бойков (рис. 10.19,б) .

Рис. 10.19. Способы правки поковок:
а - с помощью крана, б - в подкладках

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru