ТЕМА 7. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЗАГОТОВОК КОВКОЙ 7.1 Сущность процесса, применяемое оборудование 7.2 Классификация поковок, основные технологические операции 7.3 Разработка чертежа поковки

7.1 СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА, ПРИМЕНЯЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Сущность процесса заключается в формоизменении исходной заготовки вдоль одной (вертикальной) или двух осей (вертикальной и горизонтальной). Коэффициент массовой точности 0,3…0,4. Применяемое оборудование: молоты и прессы. Инструменты: - бойки, плиты для осадки, прошивки, кольца, раскатки, пережимки, обжимки, топоры, накладные штампы (основной); - клещи, стойки, патроны (поддерживающий); - кронциркули, угольники, нутромеры, линейки, калибры, шаблоны (мерительный).

Ковку без подкладных штампов применяют для получения заготовок простой формы массой до 250 т. Подкладные штампы позволяют получить заготовку относительно сложной формы, рисунок 7.1. а) б) Рисунок 7.1 – Поковки, получаемые без (а) и в подкладных штампах (б) Фасонные поковки свыше 100 кг и простые массой более 750 кг предпочтительно изготовлять на гидропрессах.

Основные показатели качества поковок, таблица 7.1. Таблица 7.1 – Основные показатели качества поковок и типы производств Способ ковки Размер, масса Допуск основного размера, мм Параметр шероховатости Rz, мкм Тип производства На молотах и прессах 250 т 3,0 … 30,080 … 320 Единичное, мелкосерийное На молотах в подкладных кольцах и штампах > 10 кг 1,0 … 2,540 … 80 Мелкосерийное На радиально-ковочных машинах: холодная горячая Ø 150 мм (пруток, труба) 0,04 … 0,4 0,1 … 0,6 До 40Серийное

Преимущества ковки: 1) возможность изготовления крупногабаритных поковок; 2) применение универсального оборудования, оснастки; 3) повышение пластичности и ударной вязкости металла. Недостатки ковки: 1) малый КПД (для молотов паровоздушных – 2…3 %, молотов пневматических – 6…7 %; гидравлических прессов – 6…8 %); 2) низкая производительность и большая трудоемкость; 3) большой объем механической обработки. Благодаря получению высокой пластичности материала, прочности, ковка рекомендуется для заготовок высоконагруженных деталей: роторов гидротурбин, валов, дисков турбин, колес и др. Изготавливают также заготовки из титановых сплавов на прессах с усилием до 3000 т.

Выбор молота. Определяют массу падающих частей молота, необходимой для осадки. где D пок и Н пок – соответственно диаметр и высота заготовки после осадки, мм; σ Т – напряжение текучести металла при температуре осадки, равное пределу прочности при той же температуре, МПа; ε К – степень деформации за последний удар (ε К = 0,025…0,060); V заг – объем заготовки, см 3. Ориентировочно массу падающих частей молота находят по таблице в зависимости от размеров заготовки (диаметр, сторона квадрата) и размеров слитка.

Выбор пресса. Усилие пресса, необходимое для осадки где σ S(τ) – напряжение текучести стали при температуре конца ковки, МПа; D пок и Н пок – соответственно диаметр и высота заготовки после осадки, мм; M – масштабный коэффициент, зависящий от массы слитка; F K – площадь поперечного сечения поковки после осадки, мм 2 Конечная высота осаженной заготовки Площадь поперечного сечения поковки после осадки где H 0 – исходная высота заготовки; D 0 – исходный диаметр заготовки. Расчетный диаметр заготовки после осадки Ориентировочно пресс можно выбрать по таблице в зависимости от массы и размеров слитка.

Все многообразие поковок разделено на группы I…VII и 24 подгруппы. Конфигурации заготовок от простой цилиндрической формы до сложной – коленвал, бугель, крюк. Для каждой группы предусмотрен типовой техпроцесс и основные инструменты. Предварительные операции: обкатка слитка, отрубка, разрубка. Основные операции: осадка, прошивка, разгонка, передача, надрубка, скручивание, протяжка, раскатка, гибка, сварка кузнечная. Отделочные операции: правка, клеймение. 7.2 КЛАССИФИКАЦИЯ ПОКОВОК, ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ

Исходными данными является чертеж детали. Припуски и допуски на поковки из углеродистой и легированной сталей при ковке на молотах устанавливают по ГОСТ , на прессах – ГОСТ Определяют исполнительные размеры поковки и вычерчивают контурной линией, а контур детали изображается штрихпунктирной линией. Размеры поковок типа валов, колец проставляют от базового сечения. Выше размерной линии указывают размеры поковки, ниже – детали (номинальные). В правом верхнем углу указывают знак шероховатости, рисунок РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖА ПОКОВКИ Рисунок 7.2 – Кольцо D з ; d з ; Н з – номинальные размеры заготовки; D д ; d д ; Н д – номинальные размеры детали

В технических условиях чертежа указывается: твердость заготовки, допустимые отклонения формы и размеров поковки, требования к микро и макроструктуре. При ковке заготовок из проката масса исходной заготовки равна: где G П – масса поковки по чертежу; G УГ – отход металла на угар (2…2,5%); G ОТ – отходы металла на отрубку (1…5%). Для приближенного расчета отходов, G ОТ, при ковке из проката можно воспользоваться коэффициентом выхода годного, таблица 7.2. При изготовлении поковок осадкой размеры исходной заготовки (d заг – диаметр заготовки или а заг – сторона квадрата) определяется исходя из объема V заг.

Таблица 7.2 – Значения коэффициента выхода годного для различных способов изготовления поковок Группа поковок Технология изготовления и виды поковок Коэффициент выхода годного 1. Без обсечки (фланцы гладкие, круглые, овальные пластины, кубики) 0,98 – 0,97 2.Протяжкой с последующей гибкой (скобы, вилки)0,97 3. Осадкой с последующей разгонкой полотна (шестерни, фланцы, муфты, крышки) 0,97 4.С помощью клиновых накладок (клинья, шпонки) 0,95 – 0,92 5. Протяжкой, длинноосные одинакового сечения по длине (валы, бруски, планки, стержни) 0,94 – 0,92 6. Протяжкой, с односторонними уступами (двухступенчатые валы, валы с фланцами, болты) 0,93 – 0,92 7. Протяжкой, с двусторонними уступами (многоступенчатые валы, прямоугольные бруски с уступами) 0,92 – 0,91 8. Осадкой с последующей прошивкой, раскаткой, протяжкой на оправке (кольца, втулки, обечайки) 0,90 – 0,8 9.С обсечкой краёв (секторы, державки, кулисы, собачки) 0,92 – 0,8

В соответствии с сортаментом по ГОСТу находят ближайшие размеры сечения заготовки. Длина или высота заготовки: где F заг – площадь заготовки. При ковке заготовок из слитков массу исходной заготовки определяют по формуле где G П – масса поковки по чертежу, определяемая по номинальным размерам; G УГ – масса отхода на угар; G ОТ – масса технологических отходов; G ДН, G ПР – масса отходов при отрубке соответственно донной и прибыльной части слитка.

Контрольные вопросы 1.Сущность процесса ковки. Оборудование и инструмент. 2. От чего зависит качество поковок. 3. Последовательность разработки чертежа поковки.