книги из ГПНТБ / Кордюков, В. П. Свободная ковка на молотах

ВВЕДЕНИЕ

Обработка металлов давлением является одним из наиболее прогрессивных способов формообразования, так как в процессе пластической деформации дости­ гается не только получение изделий сложной конфигу­ рации, но и существенное улучшение механических свойств металла.

Одним из способов горячей обработки металлов дав­ лением является свободная ковка, получившая наиболь­ шее распространение в условиях единичного и мелко­ серийного производства поковок, когда применять штам­ повку нерентабельно из-за высокой стоимости инстру­ мента. Свободная ковка является пока единственно воз­ можным способом изготовления крупногабаритных цель­ нокованых поковок (валов турбоагрегатов, валков про­

-совершенствуется прежде всего за счет применения спе­ циального рабочего инструмента (фигурных бойков, штампов ит. п.), различной оснастки, а также за счет средств механизации и автоматизаций.

Основным направлением совершенствования свобод­ ной ковки, как и вообще современной технологии маши­ ностроения, является приближение формы и размеров поковки к готовой детали. Показателем степени такого приближения является коэффициент точности по массе

ность деталей.

Следовательно, /Свт является не только одной из величин, характеризующих расход металла, который определяется числовым значением коэффициента исполь­

зования металла Ким (отношение массы детали к массе металла, затраченного на ее изготовление), но и показа­ телем технического и организационного уровней произ­ водства.

В самом деле, изготовляя поковки (отливки, сварен­ ные конструкции и т. п.) предельно точными, почти или вовсе не требующие последующей обработки на металло­ режущих станках, получаем минимальный расход ме­ талла, наименьшие затраты на инструмент, наибольшую механизацию и автоматизацию, минимальное число ис­ пользуемых рабочих, короткий производственный цикл изготовления деталей, простую схему подготовки и наи­ более совершенную организацию производства. При этом достигается наивысшая производительность труда, вы­ сокое качество деталей и наименьшая их себестои­ мость.

ОчеВИДНО, ЧТО ДОСТИЧЬ ВЫСОКОГО Значения Лет И /Сим

тем легче, чем больше масштаб производства. Значит, необходима специализация производства поковок не только отраслевая, но и заводская, цеховая, создание специализированных участков и даже отдельных агрега­ тов (молотов, прессов и т. п.). Лучшим решением спе­ циализации является использование группового метода производства поковок. Этот метод основан на делении поковок (деталей) на классы с разделением последних на группы (подгруппы), для обработки которых тре­ буется однотипное оборудование, общие приспособления и инструменты с быстросменными рабочими частями (вкладышами или вставками).

Таким образом, создаются предпосылки для сокра­ щения действующего в цехе (на заводе) производст­ венного цикла, повышения технического уровня процес­ са путем заимствования опыта передовой технологии, применяемой в условиях серийного и даже крупносе­ рийного (массового) производства. Иначе говоря, упро­ щается планирование загрузки оборудования, повы­ шается коэффициент его использования, значительно' улучшается и упрощается организация всех служб под­ готовки производства, рабочих мест и производственно­ го процесса в целом.

Каждую поковку (деталь) можно изготовить различ­ ными способами, применяя те или иные операции, по­ этому при разработке групповой технологии очень важно выбрать оптимальный вариант технологического про­ цесса. Необходимо знать опыт ковки на различных заво­ дах для того, чтобы, выбрав наиболее рациональные приемы и операции, создать так называемую межзавод­ скую передовую технологию ковки. Ряд заводов, разра­

ботавших и внедривших групповой метод производства поковок, использовав межзаводскую технологию, достиг значительного эффекта в повышении производитель­ ности труда и снижении себестоимости поковок. К таким заводам относится, например, Новокраматорский маши­ ностроительный завод имени В. И. Ленина, опыт кото­ рого описан в данной книге.

Развитие специализации производства на базе группо­ вого метода изготовления поковок является существен­ ной предпосылкой для решения одной из важнейших задач технического прогресса отечественного машино­ строения— повышения числового значения Квт-

Возможны следующие пути повышения /Свт' внедрение группового метода производства поковок;

улучшение качества исходного материала (слитков, про­ ката), что позволит снизить величину припуска на меха­ ническую обработку; совершенствование техники и тех­ нологии нагрева металла в целях снижения окалинообразования и обезуглероживания поверхностного слоя; применение специального (группового) рабочего инстру­ мента (бойков) и подкладного инструмента, ограничи­ вающего свободное течение металла при ковке, повы­ шающего качество и точность поковок, увеличивающего производительность труда; организация инструменталь­ ного хозяйства в цехе с учетом групповой технологии; применение новых, более совершенных (групповых) тех­ нологических процессов свободной ковки поковок слож­ ной конфигурации, а также передовых приемов при осу­ ществлении технологических операций; специализация оборудования (молотов, прессов, нагревательных и вспо­ могательных устройств); внедрение средств комплексной механизации трудоемких технологических и вспомога­ тельных операций.

Рассмотренные в книге примеры изготовления поко­ вок на молотах отображают опыт кузнецов Новокрама­ торского машиностроительного завода имени В. И. Л е­ нина. Многие из этих примеров являются результатом ушчной творческой инициативы высококвалифицирован­ ного кузнеца В. П. Кордюкова, проработавшего на дан­ ном заводе много лет.

Примеры представляют значительный интерес, так как раскрывают богатый опыт изготовления поковок широкой номенклатуры, начиная от простейших и до весьма сложных. Они составлены без привязки к кон­ кретным маркам сталей, что позволяет считать их в известной мере типовыми. Пользуясь этими примерами, следует их конкретизировать в зависимости от условий

того или иного цеха и особенно от марки обрабатывае­ мой стали.

Рассмотренная технология не претендует на опти­ мальную— при оснащении ковочных молотов соответст­ вующими манипуляторами многие процессы можно зна­ чительно улучшить.

Ковка на молотах — процесс сложный, требующий высокой квалификации кузнецов, поэтому основным во­ просом при разработке технологии является наиболее удачный выбор способа ковки той или иной поковки.

Г л а в а 1

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ, ПРИМЕНЯЕМЫЙ

В КУЗНЕЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

В качестве исходного материала для изготовления поковок в кузнечном производстве применяют стали различных марок, цветные металлы и сплавы. Наибольшее распространение по­ лучили стали, обладающие высокими механическими (проч­ ность и пластичность), технологическими (ковкость, сваривае­ мость, термообрабатываемость) и физическими (теплоемкость, теплопроводность, кислотостойкость, жаропрочность, окисляемость) характеристиками.

Общие сведения о сталях

Сталь — это сплав железа с углеродом, в котором углерод содержится до 2%. В стали содержится также марганец, кремний, легирующие элементы (хром, никель, молибден, воль­ фрам, ванадий и т. д.) и некоторое количество вредных при­ месей, к которым относятся сера и фосфор.

Химический состав стали оказывает решающее влияние на ее свойства. Так, с увеличением содержания углерода прочно­ стные характеристики стали возрастают, а пластические умень­ шаются. Способность к горячей пластической деформации и свариваемости стали с высоким содержанием углерода пони­

держания марганца наблюдается резкое снижение некоторых физических свойств стали, например теплопроводности.

К р е м н и й придает стали повышенную упругость и проч­ ность, не оказывая существенного влияния на ковкость.

Легирующие элементы: хром, никель, молибден, ванадий, вольфрам, повышая прочность стали и придавая ей специаль­ ные свойства, требуют соблюдения особых условий нагрева и ковки. Так, сталь с высоким содержанием хрома необходимо нагревать медленно во избежание образования трещин. Ковать такую сталь следует с большими обжатиями в специальном инструменте, наиболее полно охватывающим поверхность за­ готовки.