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

Т а б л и ц а И

Ориентировочные данные (в плане) плоских бойков для молотов

Р а з м е р ы б о й к о в в м м д л я м о л о т о в

бойков. Угол выреза ромбического бойка колеблется от 90 до 120°. Ковка в комбинированных бойках сопровождается значи­ тельным уширением, причем с увеличением угла выреза уширение возрастает. К достоинствам таких бойков относится их боль­ шая по сравнению с вырезными универсальность и возможность получения достаточной проковки металла по сечению.

Для предотвращения образования трещин, заковок, зажимов и других дефектов в поковках, а также для увеличения срока службы инструмента бойки не должны иметь острых кромок в местах сопряжения рабочих поверхностей и рабочих с боковы­ ми. Радиус закругления зависит от массы падающих частей мо­ лота, размеров бойка, величины максимального обжатия. При больших обжатиях и малых радиусах закругления возможно перерезание волокон металла поковки.

Крепление бойков на молотах осуществляется с помощью хвостовиков, клиньев и сухарей (шпонок). Верхний боек непо­ движно закрепляется в пазах бабы молота, нижний — в проме­ жуточной подушке. Хвостовик с клином препятствует смещению бойка в процессе ковки в направлении длины бойка, а сухарь — в направлении ширины. Такой способ обеспечивает надежность крепления, однако создает значительные трудности при смене бойков. Применение нижних бойков с надставками (рис. 38) поз­ воляет увеличить комплект нижних бойков с рациональными формами рабочей поверхности, сократив время на их смену. Из­ готовление надставок из легированной инструментальной стали дает возможность увеличить стойкость инструмента при незначи­ тельном расходе дорогостоящего материала.

70

Бойки и сменные надставки изготовляют из сталей 50, 50Г\ 40ХН, 5ХНВ, 5ХГМ с последующей термической обработкой на твердость HRC 40—45.

Обжимки применяют при ковке (вытяжке) и отделке поко­ вок круглого и шестигранного сечений (рис. 39). Размеры об­ жимок выбирают в зависимо-

кой:

1 — б о е к ; 2 — н а д с т а в к а ; 3 — ш т ы р ь

Обжимки могут быть изготовлены резанием или ковкой из стали 40, 45, 50, У7, 40Х. Рукоятки к обжимкам и к другому подкладному кузнечному инструменту делаются из мягкой стали 15, 20, 25, что исключает закаливание их при охлаждении в воде.

На рис. 40 показан технологический процесс изготовления обжимки ков­ кой на молоте.

Исходную заготовку протягивают на прямоугольное сечение и рубят на

пературы примерно 900° С и производят формообразование рабочего профи­ ля. В зависимости от диаметра ручья ковка может производиться в два или несколько переходов. Например, если диаметр ручья должен быть 60 мм, то вначале между кубиками прокладывают валик диаметром 35—40 мм и про­

рах молота кубики соприкасаются (з). Конусной оправкой скругляют острые

Применяя аналогичные приемы, можно изготовить подклад­ ной инструмент типа обжимок с пружинными рукотками для отделки поковок более сложной конфигурации (рис. 41).

71

г)

V

Рис. 41. Типы обжимок для поковок сложной формы

72

При изготовлении обжимки для отделки поковки с цилиндрической го­ ловкой на стержне (о) два кубика закрепляют на пружинной рукоятке. Пос­ ле нагрева прижимают отверстие для головки с помощью цилиндрического валика. Затем прокладывают пруток перпендикулярно основному каналу (с большим диаметром) и прожимают отверстие для стержня.

Если требуется получить цилиндрическую головку на пластине (с одной стороны), то вначале прожимают в кубиках отверстие для головки, а затем ео стороны, противоположной рукоятке, выполняют выемку с помощью ши­ рокой заготовки с высотой, равной высоте пластины (б). Аналогично может быть изготовлена обжимка для поковки подвески (в).

Для поковки коромысла (г) обжимку куют следующим образом. В на­ гретые кубики устанавливают одновременно круглый пруток и две ограни­

Нижний и верхний подкладной инструмент используют при ковке и отделке частей поковки, которые не могут быть выпол­ нены на стационарном инструменте — бойках. Нижний подклад-

Рис. 42. Подкладной инструмент для ковки поковок трехгранного сечения и сферических поверхностей

пы для ковки шаровых частей поковки — на рис. 42,6. Ручей в инструменте можно получить вдавливанием в нагретые кубики детали соответствующей формы (рис. 42, в, г). Рукоятки в ниж­ них и верхних подкладных штампах могут быть приварены пос­ ле изготовления ручья.

Прошивни применяют для получения отверстий в поковках. При прошивке (пробивке) поковок на молотах используют сплошные прошивни (рис. 43). В качестве материала для изго­ товления прошивней применяют инструментальную углеродистую

73

сталь У7 или легированную 5ХНВ, 5ХНТ, 5ХГМ. После изго­ товления назначается соответствующая термическая обработка.

Сплошные прошивни могут быть выточены из цилиндрической заготовки с большим отходом металла в стружку. Кузнечным способом прошивни изго­

Рис. 43. Типы прошивней:

а — к о н и ч е с к и й ; б — ц и л и н ­ д р и ч е с к и й ; в — к л и н о в и д н ы й

Кузнечные топоры широко применяются при рубке металла на молотах. На рис. 45 показаны топоры различных форм и на­ значения, а также квадраты, применяемые для окончательной разрубки металла после предварительной надрубки топором и для удаления заусенцев после рубки. Прямые двусторонние (а) и односторонние (б) топоры и квадрат к ним (в) применяются при рубке заготовок поперек оси. При обрубке концевых частей по контуру используют фасонные топоры, рабочая часть кото­ рых выполнена по радиусу— (г) или под углом (д), и соответ­ ствующие квадраты к ним (е, ж) . С помощью специального то­ пора, концевая часть которого выполнена в виде прошивня (з), и квадрата (и) можно производить рубку металла из одного центра в различных направлениях (по радиусу).

Примерные размеры топора:

b — (2 — 2,5) а; Л = (7 — 9)а,

где Ь— ширина обуха; а — толщина лезвия топора; h — высота

следующей приваркой или зачеканкой (для больших топоров) или могут быть откованы совместно с топором (для небольших топоров).

74

а)

Рис. 45. Типы топоров и квадратов

Рис. 46. Схема процесса ковки кузнечного топора

я;

75

Ковка топора показана на рис. 46. После наметки и пережима прямо­ угольной заготовки (а) из одной ее части куют рукоятку (б), а из другой — лезвие прямого топора (в) с помощью откоса или фигурного топора (г). Операцию выполняют в специальном нижнем подкладном штампе / с по­ мощью полукруглой раскатки 2.

Пережимки (засечки) используют для образования углубле­ ний и разделения заготовки на отдельные объемы при ковке уступов и выемок.

Пережимки изготовляют из сталей 40, 45, 40Х. На рис. 47

пережимки с вогнутыми гранями (г) и овальные (д). Для со­ кращения времени на пережим круглых заготовок применяют парные пережимки раздельные (е) и соединенные пружинной рукояткой (ж).

Раскатки применяют для выполнения операции расплющива­ ния (местной деформации), когда ударами верхнего бойка по раскатке достигается интенсивное течение металла в направле­ нии, перпендикулярном оси инструмента. Различные формы рас­ каток показаны на рис. 48. Плоские раскатки (а, б) применяют для ковки уступов и выемок, если ширина бойка не позволяет выполнить данную операцию. Полуовальные (в, г) и круглые (д) раскатки используют для деформации отдельных частей поков­ ки, когда мощности оборудования недостаточны для выполнения данной операции на плоских бойках (рис. 25), а также для фор­ мообразования наклонных поверхностей. Ложкообразные рас­ катки (е) чаще всего применяют для интенсивной вытяжки пло­ ских поверхностей, а клиновые раскатки (ж) — для отделки на­ клонных поверхностей с углом наклона, не превышающим 20°. Трапецеидальную плоскую раскатку (з) используют для разгон­ ки и отделки поковок с тонким полотном.

Раскатки изготовляют из того же материала, что и пере­ жимки.

На рис. 49 показаны примеры ковки поковок с помощью полуовальной раскатки. На нагретую прямоугольную заготовку (а) устанавливают раскат­ ку так, что овальная ее часть обращена к деформируемому металлу. Удара­ ми молота по раскатке производят расплющивание металла и смещение его в направлении меньшей стороны клина (б). Наклонная поверхность полу-

76

чается волнистой. Раскатку поворочивают плоской стороной к поковке и производят выравнивание, нанося удары по раскатке и перемещая ее по наклонной плоскости поковки (е). Аналогично получают в поковке поверх­ ность в виде двух встречных конусов (г, д, е).

Рис. 49. Получение наклонных плоскостей с помощью полуоваль­ ной раскатки

Оправки являются основным технологическим инструментом при выполнении операции раскатки пустотелых поковок, а так­ же при увеличении диаметра и калибровке прошитых отверстий.

Форма оправок (рис. 50) определяется их назначением. При калибровке прошитого отверстия заготовку устанав­ ливают на подкладное кольцо, а оправку (а, б) прогоняют на­ сквозь. Раскатка колец осу­ ществляется с помощью ци­

линдрических (в) или сегмент­

Рис. 50. Типы оправок

ных (г) оправок, опорами для которых служат скобы или коньки.

Калибровочные оправки изготовляют из сталей 50, 50Х, 5ХГМ, а оправки для раскатки — из сталей 35—50, 40ХН, 5ХГМ с последующей термической обработкой.

Вспомогательный инструмент

К вспомогательному инструменту относятся клещи, воротяж­ ки, вилки и др., с помощью которых осуществляется захват, под­ держка, подача и кантовка заготовок в процессе выполнения кузнечных операций.

Клещи. При свободной ковке на молотах ручные клещи яв­ ляются самым распространенным вспомогательным инструмен­ том, с помощью которого выполняются все кузнечные операции.

В зависимости от вида выполняемой работы, формы и разме­ ров заготовок кузнечные клещи бывают (рис. 51): продольные

77

(а), поперечные (б), продольно-поперечные (в) и специаль­ ные (г).

В связи с многообразием форм и размеров заготовок, кото­ рыми приходится манипулировать кузнецу при ковке, преду­ смотреть всю необходимую номенклатуру применяемых клещей

Рис. 51. Типы клещей

не представляется возможным. У каждого высококвалифициро­ ванного кузнеца вырабатывается свой метод изготовления и при­ менения различных конструкций клещей. Так, оригинальная кон­ струкция подвесных клещей (рис. 51, г), изготовленная

Рис. 52. Подбор профиля клещей:

а — п р а в и л ь н о ; б — н е п р а в и л ь н о

В. П. Кордюковым, применяется в условиях кузнечного цеха одного из машиностроительных заводов при ковке поковок ше­ стерен массой около 100 кг.

Основным условием успешной и безопасной работы при мани­ пулировании с нагретым металлом является правильный подбор клещей. Губки клещей должны плотно облегать заготовку, ось которой должна проходить через ось вращения клещей

(рис. 52, а) .

78

Материалом для изготовления клещей сл уж и т сталь СтЗ, 15, 20, 25.

На рис. 53 показана схема ковки одной половины клещей из круглой за­ готовки. Заготовку размечают на три части, из которых соответственно вы­ полняют рукоятку, среднюю часть, соединяющую обе половины клещей, и губку (а). Вначале куют рукоятку с помощью круглых обжимок (б), затем среднюю часть с пробивкой отверстия под заклепку и, наконец, губку (в).

^ = * * J L = /o )

Рис. 53. Схема ковки клещей

В зависимости от сечения заготовки, для которой делаются клещи, губке придают соответствующую форму (г). После ковки обе половины клещей соединяют заклепкой в горячем состоянии. Для обеспечения хорошей подвиж­ ности клещей ,в процессе работы среднюю часть их нагревают до темпера­ туры 750—800° С и разведением рукояток ослабляют место соединения.

Воротяжки. При ковке крупных поковок различного сечения применяют воротяжки (рис. 54), с помощью которых осуществ­ ляется захват и кантовка заготовок. Хомуты воротяжки 1 со-

Рис. 54. Схема ковки вала с помощью воротяжки

единены между собой стяжными болтами 2, заготовку 3 под­ вешивают к цепи тали 4, перемещающейся по монорельсу, или к поворотному крану, расположенному у молота. С помощью стяжных болтов достигается не только надежный захват заго-

79