Профессиональное обучение
(сборник учебников по профессиям)

Машинная ковка

       

Инструмент для машинной ковки

Инструмент для машинной ковки подразделяют на три группы: основной технологический; поддерживающий (вспомогательный); измерительный .

К основному технологическому инструменту относятся различные типы бойков, закрепляемых на прессах или молотах, и подкладной инструмент (кузнечные топоры, обсечки, раскатки, пережимки, прошивни, оправочные кольца и кольца для осадки, оправки, обжимки, подкладные штампы и др.) , который в процессе ковки не закрепляют.

Бойки, используемые на молотах и прессах, бывают трех видов — плоскими, вырезными и комбинированными.

Плоские бойки (рис. 10.33, а) применяют для ковки поковок квадратного и прямоугольного сечений, выполнения большинства основных операций ковки, а также для правки, сглаживания поверхностей и т.д. Плоские бойки являются универсальным инструментом, их размеры зависят от типа и мощности ковочного оборудования. Например, размеры зеркала бойков пневматических молотов с массой ударных частей 75 и 250 кг равны соответственно 145x65 и 225x90 мм, а паровоздушных молотов с массой ударных частей 1000 и 2000 кг — соответственно 400x240 и 530x300 мм.

Рис. 10.33. Бойки плоские (а), вырезные (б), комбинированные (в) и их крепление на молоте (г):
1 - гнезда, 2 - пазы типа ’’ласточкин хвост’’, 3 - клинья, 4 - баба молота, 5, 6 - верхний и нижний бойки, 7 - шаботная вставка

Вырезные бойки (рис. 10.33, б), применяющиеся для ковки круглых поковок типа осей и валов, имеют ограниченное применение и относятся к специализированному инструменту.

Более широкое применение получили универсальные комбинированные бойки (рис. 10.33, в): плоский верхний и вырезной нижний. Эти бойки, как и вырезные, применяют при ковке поковок круглого сечения, но они более универсальны, так как одна пара комбинированных бойков позволяет изготовлять круглые поковки более широкого диапазона по диаметру.

На молотах бойки прочно закрепляют с помощью паза 2 типа ’’ласточкин хвост” и клиньев 3 (рис. 10.33, г): верхний боек 5 — на бабе 4 молота, нижний 6 — в его шаботной вставке 7. В поперечном и вертикальном направлениях бойки фиксируются клиньями, а в продольном удерживаются с помощью сухаря, вставляемого в гнездо 1.

На ковочных прессах нижний боек (рис. 10.34, а), как правило, состоит из двух частей: основания 3, закрепленного болтами на неподвижной поперечине пресса, и рабочей надставки 2 с клиновым креплением/в основании. Верхний боек крепят к подвижной поперечине пресса или с помощью клиньев, или специальными болтами и шпонками.

Рис. 10.34. Составные бойки:
а - плоский для пресса, б - вырезной для молота; 1 клиновое крепление, 2 - надставка, 3, 4 - основания, 5 - на-кладка, 6 - штырь, 7 - транспортное отверстие

При работе на комбинированных бойках целесообразно нижний боек заменить на составной (рис. 10.34, б), состоящий из основания 4 и рабочей накладки 5, имеющей форму вырезного бойка. Рабочая накладка фиксируется в основании 4 с помощью запрессованных в нем штырей 6. Когда отпадает надобность в вырезном бойке, рабочую накладку снимают и работают на нижнем плоском бойке. Для удаления окалины, попадающей в штыревое отверстие в основании, это отверстие соединяют каналом с транспортным отверстием 7.

Бойки, рабочие сменные накладки и вкладыши к бойкам изготовляют из сталей 50, 50Г, 40ХН, 5ХНВ, 5ХГМ и подвергают термической обработке до твердости HRC3 40 ... 45. Кромки бойков по периметру рабочей поверхности должны быть скруглены для предотвращения острых нажимов (уступов) на поковках, которые могут затем перейти в дефекты (трещины, плены). Скругление кромок выполняют также в соответствии с требованиями безопасности труда.

Подвергаемые ударным нагрузкам бойки рекомендуется перед работой подогревать до 150 . . . 200 ° С для обеспечения их высокой стойкости. Технологический инструмент и приспособления, нагреваемые при эксплуатации, следует периодически контролировать на твердость и при необходимости подвергать повторной термической обработке.

На рис. 10.35 показаны топоры для отрубки. В большинстве случаев, когда к качеству торцов заготовок не предъявляют повышенных требований, для отрубки используют двусторонний топор (рис. 10.35,а). Односторонний топор (рис. 10.35,б) применяют для отрубки поковки с ровными без уклонов торцами, трапецеидальный (рис. 10.35, в) - для отрубки круглых поковок в вырезном бойке, фасонный (рис. 10.35, г) - для отрубки поковок сложной конфигурации.

Рис. 10.35. Кузнечные топоры для машинной ковки:
а - двусторонний, б - односторонний, в - трапецеидальный, г - фасонный

Крупные топоры устанавливают на заготовку краном или с помощью монорельса, мелкие — вручную за рукоятку. При отрубке обух топора следует устанавливать строго параллельно верхнему бойку. Ширина В и длина L обуха, ширина В1 лезвия и высота# топора определяются соответствующими ГОСТами и выбираются в зависимости от размеров отрубаемой заготовки.

Например, ГОСТ 11.429—75 на топоры двусторонние устанавливает следующие размеры: В = 18 ... 50 мм; L = 100 . .. 360 мм; В1 = = 6 ... 18 мм; Н = 36 . . . 200 мм.

Материалом для топоров служит сталь марки 35ХМ, термически обработанная до твердости HRC3 42 ... 46. Отрубку небольших заготовок из углеродистой стали можно выполнять топорами из того же материала с термической обработкой во избежание быстрого оплывания кромок и выхода топора из строя. Для отрубки заготовок из легированной стали применяют топоры, изготовленные из инструментальной стали, например 5ХНВ.

Обсечки (рис. 10.36) используют в качестве надставок к топорам соответствующих типов, а также для удаления заусенцев, появившихся при отрубке на торцах поковок. Этот инструмент изготовляют из сталей тех же марок,что и топоры.

Рис. 10.36. Разновидности обсечек

Раскатки (рис. 10.37), применяющиеся ддя интенсификации протяжки и осадки, могут быть круглыми, полукруглыми или плоскими. Использование раскаток позволяет локализовать деформацию, т. е. сосредоточить ее на небольшом участке и обрабатывать поверхность поковки не всю одновременно, а поэтапно. При этом требуются значительно меньшие усилия деформирования и достигается интенсивная деформация металла под раскатками, хотя время обработки увеличивается.

Рис. 10.37. Разновидности раскаток

Пережимки, применяющиеся ддя образования пережимов при ковке уступов, выемок и выступов на валах, позволяют произвести предварительную разметку заготовок и повысить точность обработки. В зависимости от формы пережимов применяют пережимки треугольные равносторонние и разносторонние, а также круглые и фасонные. По конструкции и материалу пережимки аналогичны раскаткам, но имеют меньшие размеры.

Прошивни, использующиеся ддя получения отверстий и углублений в поковках, бывают коническими (рнс. 10.38, а), цилиндрическими сплошными (рис. 10.38, б) и цилиндрическими пустотелыми (рис. 10.38, в). Изготовляют их из сталей марок 40Х, 50Х, 5ХНВ, 15ХГМ, а затем подвергают закалке и отпуску до твердости HRC3 39 . . . 44. Из аналогичных материалов изготовляют и бочкообразные прошивни (рис. 10.38, г) ддя калибровки прошитых отверстий и увеличения их диаметра.

Рис. 10.38. Прошивни:
а - конические, 6, в - цилиндрические сплошные и пустотелые, г - бочкообразные

При ковке пользуются также оправочными кольцам и (рис. 10.39, а) , имеющими коническую форму и изготовляемыми из стали марки 50.

Подкладное оправочное кольцо (а) и кольцо для осадки (б)

Кольцо для осадки (рис. 10.39, б) имеет стенку большой толщины, что вызвано значительными нагрузками, которым подвергается инструмент при ковке поковок с отростками. Материалом ддя изготовления этих колец являются стали марок 35 ... 50 или 5ХГМ.

Оправки применяют для протяжки полых и раскатки кольцевых заготовок. В первом случае используют оправки нормальной длины (до 3350 мм) и удлиненные (до 8500 мм). Для облегчения съема поковок наружную рабочую поверхность оправок выполняют с уклоном. С целью охлаждения оправки имеют вдоль оси отверстие Ø 90 . . . 140 мм, по которому пропускают воду. Оправки для раскатки кольцевых заготовок выполняют в форме сплошного цилиндра Ø 200 . . . 1000 мм и данной 1250 . . . 8000 мм.

Обжимки бывают двух типов: пружинными, имеющими общую ручку для двух половин (рис. 10.40, а) , и разъемными (рис. 10.40, б). Этим инструментом пользуются при ковке круглых, квадратных и шестигранных поковок с повышенной точностью размеров и формы. Пружинные обжимки применяют для поковок диаметром до 70 мм, разъемные — до 200 мм. Изготовляют обжимки из стали марки 50 с последующей термообработкой до твердости HRC3 40 ... 45.

Обжимки:
а - пружинные, б - разъемные

Подкладные штампы целесообразно применять для изготовления одинаковых поковок небольшими партиями. Они отличаются простотой конструкции и тем, что не закрепляются на прессе или молоте. На рис. 10.41, а показан подкладной штамп, состоящий только из одной нижней половины. Последнюю укладывают на нижний боек и, поместив в нее нагретую заготовку, ударами верхнего бойка осуществляют формоизменение в полости штампа. Этот штамп прост и дешев в изготовлении.

Рис. 10.41. Подкладные штампы из одной (а) и двух (б) частей:
1,3 - верхняя и нижняя части штампа, 2 - направляющая колонка, 4 - рукоятка

На рис. 10.41, б показан более сложный штамп, состоящий из верхней 1 и нижней 3 частей, центрирующихся друг относительно друга с помощью направляющих колонок 2. Нижнюю часть штампа помещают на плоский боек с помощью рукояток 4 и укладывают в ее полость нагретую заготовку. Затем по колонкам устанавливают верхнюю часть штампа и нажатием верхнего бойка пресса или ударами молота деформируют заготовку. После того как металл заполнит полость штампа, снимают верхнюю часть последнего и вынимают поковку из нижней части. Применение подкладных штампов позволяет уменьшить отходы металла, повысить точность поковок и производительность труда.

Металлические рукоятки для подкладного кузнечного инструмента изготовляют из стали марки 30 Ø 6 ... 25 мм в зависимости от размеров и типа инструмента. Концы рукояток закрепляют в отверстиях в инструменте либо заковкой в горячем состоянии, либо с помощью сварки.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru