Краткая характеристика способов ковки, горячей объемной штамповки

Ковка - вид горячей обработки металлов давлением, при которой металл свободно деформируется и размеры заготовки изменяются путем последовательного воздействия универсального инструмента на отдельные участки исходной заготовки. Масса кованных поковок может колебаться от нескольких килограммов до 130 тонн. В единичном и мелкосерийном производстве ковка экономически целесообразней штамповки, а для крупных заготовок ковка является единственным способом производства заготовок для всех видов производств. Поковки, получаемые ковкой, приведены на рис.1.

Исходными заготовками под ковку служат:

• для поковок малой массой (40 кг) - сортовой прокат круглого, квадратного или прямоугольного сечения;

• для поковок средней массой (40-300 кг) - крупный прокат, обжатые болванки;

• для поковок крупной массой (свыше 300 кг) - слитки.

Ковку выполняют на ковочных молотах и ковочных гидравли­ческих прессах. Основными типами молотов для ковки являются пневматические молоты с массой падающих частей от 50 до 1000 кг и паровоздушные молоты двойного действия с массой падающих частей от 1 до 8 тонн. Для поковок массой менее 800 кг предпочтение отдается молотам из-за большей их производительности.

Высоколе­гированные стали и титановые сплавы склонны к интенсивному упрочнению, особо проявляющемуся при больших скоростях деформации. Аналогично себя ведут магниевые и ряд алюминиевых сплавов. Все перечисленные материалы куют на гидравлических ковочных прессах.

В отличие от ковки процесс горячей штамповки заключается в деформировании нагретого металла в специальном инструменте -штампе.

Горячая штамповка в закрепленных штампах применяется в серийном и особенно в крупносерийном и массовом производстве.

Штамповку сложных по форме поковок осуществляют в много­ручьевых закрепленных штампах, в заготовительных ручьях которых заготовка предварительно фасонируется и получает форму, близкую к очертаниям окончательного ручья.

Сложные поковки можно также штамповать в одноручьевых штампах, предварительно обрабатывая заготовку на другом оборудо­вании (например, ковочные вальцы) или используя периодический прокат. При горячей штамповке применяются штампы: открытый с заусенечной канавкой для облоя и закрытый без канавки, а также штампы для выдавливания.

Штамповка в закрытых закрепленных штампах обеспечивает более высокую точность поковок, меньший расход материала, отпадает необходимость в оборудовании и штампах для обрезки облоя. Недостаток этого процесса - повышенные требования к точности заготовок, снижение стойкости штампов.

Штамповка в штампах для выдавливания - наиболее прогрессивный процесс, в результате которого существенно снижается расход материала, в 1,5...2 раза повышается производительность труда, повышается качество поковок.

Ниже приводится краткая характеристика способов изготовления поковок горячей штамповкой. Подробные данные по технологиче­ским процессам производства поковок приведены в литературе [3,20...36].

Штамповка на молотах в открытых штампах - универсальный способ горячей объемной штамповки поковок с массой от 1 до 100 кг.

Применяется в серийном, крупносерийном и массовом произ­водстве. В крупносерийном производстве часто применяют расчле­ненную штамповку: на одном молоте осуществляют фасонирование прутка, на другом - штамповку фасонной поковки.

Это не только повышает срок службы заготовительных ручьев, но и позволяет более рационально использовать кузнечно-штамповочное оборудование, так как для фасонирования требуется молот с меньшей энергией удара, чем для штамповки.

Ударный характер работы молота исключает возможность использования выталкивателей и приводит к увеличению расхода металла на штамповочные уклоны и компенсацию различных погрешностей по изготовлению поковок (смещение половин штампа и заготовки относительно оси штампа).

На молоте штампуют поковки перпендикулярно оси заготовки (поперечное течение металла) и осадкой в торец (продольное течение металла). Металл в два раза интенсивнее заполняет верхний ручей штампа, поэтому выступающие части изделия рекомендуется располагать в верхнем ручье.

Штамповка на молотах особенно эффективна при производстве поковок, где основными операциями являются протяжка и подкатка. Молотовые штампы, как правило, открытые.

Фасонные поковки типа шатун штампуют на молотах в много­ручьевых штампах за шесть переходов: протяжка, подкатка, гибка, предварительная, окончательная штамповка и отрубка, получая из одной прутковой заготовки три поковки. Эскизы переходов и расположение ручьев в плане на нижней половине штампа приведены на рис.2.