Лекция 5. Процессы производства заготовок и готовых деталей.
Ковка.
Ковка - вид обработки давлением с использованием универсального ударного инструмента- бойка молота.
Изделие, получаемое ковкой или горячей штамповкой, называют поковкой. Ковкой получают поковки массой от 0,1 кг до 400 т.
Ковка делится на ручную и машинную. Ковку применяют при штучном и мелкосерийном производстве
Оборудование. Оборудование для ковки и штамповки можно разделить на две группы:
1. машины статического действия - ковочные гидравлические прессы.
2.машины динамического действия - ковочные молоты.
Пресс (рис. 13.9) имеет рабочий цилиндр 1, закрепленный в верхней неподвижной поперечине 10, которая колоннами 4 соединена с нижней неподвижной поперечиной 8, установленной на фундаменте. Главный плунжером 2 сообщает движение подвижной поперечине 3. Верхний 5 и нижний 6 бойки закреплены соответственно на подвижной поперечине и плите 7 нижней неподвижной поперечины. Рабочий ход пресса (нажим верхнего бойка на заготовку) происходит под нажимом главного плунжера, на который воздействует рабочая жидкость (эмульсия). Движение траверсы вверх производится тягами 9 под действием давления на плунжеры в цилиндрах обратного хода 11. Гидравлический пресс оснащен гидравлической установкой, которая состоит из гидропривода, системы управления и трубопроводов.
Ковочные гидравлические прессы строят с номинальной силой до 200 МН и более. Поковки массой 3...5 Мт и более куют только на гидравлических прессах.
Рис. 13.9. Ковочный гидравлический пресс: 1 – рабочий цилиндр; 2 – главный плунжер; 3 – подвижная поперечина; 4 – колонна; 5 – верхний боек; 6 – нижний боек; 7 – плита; 8 – нижняя неподвижная поперечина; 9 – тяга; 10 – верхняя неподвижная поперечина; 11 - цилиндр обратного хода.
|
|
Ковочные молоты бывают различных конструкций с ударной массой от 50 кг до 800 Мг и энергией удара от 0,8 до 200 кДж.
Исходный материал для ковки - слитки, прокат и прессованные заготовки.
Малые и средние поковки массой до 500 кг (вагонные оси, шатуны, небольшие коленчатые валы, кольца крупных подшипников, рычаги крюки, заготовки для штамповочного инструмента и др.) изготавливают из блюмов, сортового проката и прессованных заготовок.
Тяжелые поковки массой до 250…300 кг (судовые прямые и коленчатые валы, валы гидрогенераторов и турбин, колонны прессов, прокатные валки и др.) изготавливают из слитков круглого, многогранного и квадратного сечений.
Пустотелые крупные поковки (цельнокованые барабаны сосудов и котлов высокого давления, роторы генераторов, турбинные диски, трубы и кольца) куют из полых слитков.
Основные операции ковки:
1. Осадка – уменьшение высоты заготовки при увеличении ее диаметра (рис. 13.10, а).
Осадку применяют для получения поковок:
типа «диск»;
как предварительную операцию перед прошивкой;
при изготовлении пустотелых заготовок;
для уничтожения литой дендритной структуры, измельчения зерна
2. Высадка – осадка металла на части длины заготовки. (рис. 13.10, б)
3. Протяжка – удлинение заготовки или ее части (разгонка) за счет уменьшения ее площади поперечного сечения (рис. 13.10, в). Протяжку производят последовательными ударами плоского или вырезного бойка по отдельным участкам заготовки, с подачей последней вдоль оси протяжки и переворотом (при необходимости) на 90°. При каждом ударе уменьшается высота, одновременно увеличиваются ширина и длина заготовки. Рис. 13.10. Основные операции ковки: а – осадка; б – высадка; в – протяжка; г – протяжка с оправкой; д – раскатка на оправке; е – гибка; ж – отрубка; з – прошивка неглубоких полостей; и – прошивка глубоких полостей; к – прошивка сквозных полостей; л - высадка с подкладкой; стрелками указаны направления действия силы ковки.
|
|
4. Протяжка с оправкой – увеличение длины пустотелой заготовки за счет уменьшения толщины стенок (рис. 13.10, г).
5. Раскатка на оправке – одновременное увеличение наружного и внутреннего диаметров заготовки за счет уменьшения толщины ее стенок (рис. 13.10, д).
6. Гибка – придание заготовки изогнутой формы по заданному контуру (рис. 13.10, е).
7. Рубка – отделение части заготовки по не замкнутому контуру (рис. 13.10, ж).
8. Закручивание – поворот части заготовки вокруг ее оси.
9. Прошивка – получение полостей в заготовке. Неглубокие полости получают за один проход (рис. 13.10, з), глубокие полости получают за два и более прохода (рис. 13.10, и), сквозные полости получают за несколько проходов с переворотом заготовки (рис. 13.10, к). В тонких заготовках, сквозные отверстия получают высадкой с подкладкой (рис. 13.10, л).
Небольшие партии заготовок со сложной конфигурацией куют в подкладных штампах. Подкладной штамп состоит из одной или двух частей, в которых выполнена полость, соответствующая конфигурации поковки.
Штамповка
Штамповка - метод обработки давлением, основанный на применении специального инструмента - штампа. Штамп состоит из двух или нескольких частей, которые в сомкнутом состоянии образуют одну или несколько полостей. При сближении частей штампа происходит принудительное перераспределение металла заготовки, в результате чего полость штампа заполняется, получаются заданные формы и размеры поковки.
|
|
Основные виды штамповки:
1.объемная (горячая - в условиях близких к горячей деформации, холодная - в условиях холодной деформации;
Листовая.
Горячая объемная штамповка (ГОШ).
Горячая штамповка, по сравнению с ковкой, имеет ряд преимуществ:
1. значительно более высокая производительность;
2. стабильность формы и размеров,
3.высокая точность размеров;
4.возможность получения поковок более сложной формы.
Однако для штамповки требуются штампы, имеющие высокую стоимость и ограниченную стойкость. По мере увеличения массы (объема) поковок стоимость штампа увеличивается, а стойкость уменьшается.
Исходные материалы для штамповки: