3.7.2. Оборудование для ковки
Ковку выполняют на ковочных молотах и ковочных гидравлических прессах.
Молоты — машины динамического, ударного действия. Продолжительность деформации на них составляет тысячные доли секунды. Металл деформируется за счет энергии, накопленной подвижными (падающими) частями молота к моменту их соударения с заготовкой. Поэтому при выборе молотов руководствуются массой их падающих частей. Энергия, накопленная падающими частями, не вся расходуется на деформирование заготовки. Часть ее теряется на упругие деформации инструмента и колебания шабота — детали молота, на которую устанавливают нижний боек. Чем больше масса шабота, тем больше КПД. Практически масса шабота бывает в 15 раз больше массы падающих частей, что обеспечивает КПД удара ηуд = 0,8…0,9.
Одним из основных типов молотов для ковки являются паро-воздушные молоты. Такие молоты приводятся в действие паром или сжатым воздухом давлением 0,7…0,9 МПа. В зависимости от конструкции станины паровоздушные ковочные молоты бывают арочные, мостовые и одностоечные.
Ковочные паровоздушные молоты строят с массой падающих частей 1000…8000 кг. На этих молотах изготовляют поковки средней массы (20…350 кг), преимущественно из прокатанных заготовок.
Гидравлические прессы — машины статического действия; продолжительность деформации на них может составлять от единиц до десятков секунд. Металл деформируется приложением усилия, создаваемого с помощью жидкости (водной эмульсии или минерального масла), подаваемой в рабочий цилиндр пресса. Ковочные гидравлические прессы строят усилием 5…100 МН для изготовления крупных поковок в основном из слитков.
3.7.3. Типы поковок
Ковкой
получают поковки простой формы массой
до 300 тонн с большими напусками. Применяя
специальный инструмент, уменьшают
напуски. Припуски и допуски на поковки,
изготовляемые на молотах, от
мм до (34
10) мм, а на поковки, изготовляемые на
прессах, от (10
3) мм до (80 ± 30) мм; для необрабатываемых
участков предельные отклонения
снижают на 25…50%. С применением
подкладных штампов (закрытых и открытых)
получают поковки массой до 150 кг (главным
образом мелкие до 5 кг) с относительно
сложной формой, без напусков; припуски
— от 3 мм и выше, допуски
мм и более.
Горячей ковкой изготовляют поковки: цилиндрические сплошные гладкие и с уступами (штоков, осей, валов, колонн, цапф, роторов и т.п., рис. 3.15, а); прямоугольного сечения гладкие и с уступами (плат, пластин, штамповых кубков, вкладышей, шпинделей, дышел, баб и т. п., рис. 3.15, б); со смешанными сечениями сплошные с уступами и с расположением отдельных частей в одной, двух, трех и более плоскостях (коленчатых валов и т. п., рис. 3.15, в); цилиндрические полые гладкие и с малыми уступами (дисков, фланцев, колес, покрышек, муфт и т. п., рис. 3.15, г); цилиндрические полые гладкие с малым отношением длины к размеру сечения (бандажей, колец и т. п., рис. 3.15, д); цилиндрические полые гладкие и с большими уступами при большом отношении длины к размеру сечения (барабанов, полых валов, цилиндров и т. п., рис. 3.15, е), с криволинейной осью (крюков, бугелей, скоб, днищ, вилкообразные и т. п., рис. 3.15, ж).
Рис. 3.15. Основные типы поковок
Для уменьшения отхода металла и снижения трудоемкости как в процессе ковки, так и в процессе последующей обработки, желательно поковкам (и изготовляемым из них деталям) придать наиболее простую форму, ограниченную плоскими или цилиндрическими поверхностями. Нежелательны конические и клиновые формы поковок, пересечение цилиндрических поверхностей и призматических поверхностей с цилиндрическими. Односторонние выступы предпочтительнее двусторонних. Нельзя выполнять ковкой ребра жесткости, платики и выступы. Детали со значительной разницей поперечных сечений целесообразно заменять сочетанием нескольких скрепленных или сваренных, а детали сложной формы выполнять сварными из нескольких поковок или сварными из поковок и отливок.
Заготовки для ковки выбирают в зависимости от массы поковок: сортовой прокат – при массе до 40 кг; крупный прокат и обжатые болванки – при массе 40…300 кг; слитки при массе более 300 кг.