Основные кузнечные операции

    Каждая кузнечная операция отличается характером деформирования и применяемым инструментом. Основные операции: осадка, протяжка, отрубка, прошивка, гибка, скручивание, кузнечная сварка. Как правило, кузнечным операциям подвергают нагретую заготовку.

    Осадка, служащая для увеличения поперечных размеров заготовки, рассматривалась применительно к восстановлению деталей в параграфе 2.1. Осадку на части длины заготовки называют высадкой (рис. 42, а). Другая разновидность осадки – разгонка, при которой уменьшение высоты заготовки и увеличение её поперечных размеров производят раскаткой (рис. 42, б), имеющей небольшую контактную площадь с поковкой. Это обеспечивает возможность небольшими силами деформировать заготовку, но её поверхность получается волнистой и для выглаживания пользуются плоскими раскатками, способ применения которых аналогичен полукруглым раскаткам.

    Разгонка по своим результатам представляет собой осадку, но по существу процесса деформирования относится к протяжке.

Протяжкой называют кузнечную операцию, при которой длина заготовки увеличивается за счет уменьшения ее поперечного сечения.

При протяжке деформируются отдельные части заготовки (рис. 43) в определенной последовательности, при этом бойки не перекрывают всю заготовку. Деформирование каждого участка заключается в уменьшении высоты с одновременным уширением и удлинением. Затем заготовку кантуют на 90º и, деформируя следующий ее участок, ликвидируют уширение, образовавшееся при предыдущем деформировании. Таким образом, деформируя заготовку после каждого поворота и осуществляя нужную подачу, уменьшают ширину и высоту заготовки, но удлинение с каждым разом увеличивается.

 При изготовлении поковок протяжка занимает 60…70% всего времени работы.

Соотношение между уширением и удлинением определяется, главным образом, величиной подачи, т.к. ее отношение к ширине заготовки определяет отношение сил трения Т, действующих в направлении длины и ширины заготовки (рис. 43). Поэтому большее уменьшение площади поперечного сечения обеспечивает протяжка с меньшими относительными подачами. Однако при излишне малой подаче могут получаться зажимы; для мелких и средних поковок не рекомендуют брать отношение величины подачи к ширине меньше 0,5…0,7.

    При выполнении протяжки обязательно соблюдать правило: независимо от формы сечения конечной заготовки исходную заготовку сначала протягивают на квадрат, который затем протягивают в квадрат меньшего сечения, и только в конце ковки из квадрата получают требуемую форму сечения, например, круг. Протягивать непосредственно круглую заготовку в круг нельзя, поскольку при этом в осевой зоне заготовки возникают внутренние напряжения, приводящие к осевой рыхлости металла и скрытым трещинам. Во избежание продольного прогиба отношение высоты заготовки к ширине не должно превышать 2…2,5.

    Обычно применяемым показателем формоизменения металла при протяжке является уковка: отношение площади поперечного сечения заготовки F₀ к площади поперечного сечения поковки F_п.

Отрубкой называют кузнечную операцию, с помощью которой от заготовки отделяют ее часть по замкнутому контуру внедрением в заготовку деформирующего инструмента. Отрубка производится с помощью кузнечных топоров и зубил, которые имеют ручки для установки и удержания их в процессе работы (рис. 44, а). Двусторонний топор и кузнечное зубило имеют уклон с двух сторон и внедряются в металл вертикально, поэтому торцы разрубаемой заготовки не перпендикулярны оси. Для получения вертикальной стенки иногда применяют односторонние топоры, имеющие уклон только с одной стороны, но их сильно уводит в сторону при отрубке.

При отрубке небольших заготовок на них устанавливают вертикально топор (или кузнечное зубило) и внедряют его в заготовку до образования перемычки, равной приблизительно ширине обуха топора. Затем заготовку кантуют на 180º и над перемычкой ставят квадратный пруток, которым отделяют перемычку (рис. 44, б).

Прошивкой называют кузнечную операцию, посредством которой в заготовке получают отверстие или углубление. Инструмент – прошивень (рис. 45), имеющий форму поперечного сечения в соответствии с формой отверстия или углубления, которое необходимо сделать в заготовке (чаще всего круглой формы).

При внедрении прошивня в заготовку ее форма искажается: уменьшается высота, наружный диаметр увеличивается с образованием бочкообразности. Причем, чем меньше отношение наружного диаметра заготовки к диаметру прошивня, тем больше искажение формы заготовки. Если это отношение больше пяти, то искажение формы практически не происходит.

Прошивка до получения сквозного отверстия на сплошной опоре невозможна, т.к. резко возрастает необходимая для деформирования сила. Поэтому для получения сквозного отверстия прошивень в заготовку внедряют примерно на 2/3 высоты, затем заготовку кантуют на 180º, прошивень ставят над полостью и выполняют сквозную прошивку с образованием отхода (выдры).

После прошивки отверстие не имеет цилиндрической формы, потому что прошивень имеет коническую форму боковой поверхности. В случае необходимости для придания отверстию цилиндрической формы через него проталкивают бочкообразный прошивень с несколько большим диаметром.

Гибкой придают исходной заготовке изогнутую форму по заданному контуру. Операция гибки производится самыми разнообразными способами, как без специальных приспособлений (универсальным инструментом), так и с применением специальных приспособлений для гибки по наружному контуру. В отличие от гибки для правки, рассмотренной в разделе 1.3 формоизменяющая гибка производится обычно на большие углы и с относительно малыми радиусами. Поэтому операция гибки сопровождается искажением первоначальной формы поперечного сечения заготовки и уменьшением ее площади. Кроме того, возможно образование складок на внутренней поверхности и трещин на внешней. Чем меньше радиус и больше угол гибки, тем сильнее проявляются эти явления. Но поскольку кузнечную гибку проводят в горячем состоянии, упругое пружинение практически отсутствует.

Скручивание – операция, с помощью которой одна часть заготовки поворачивается относительно другой при неизменном направлении оси заготовки. Использование операции скручивания во многих случаях позволяет ковать отдельные участки поковки в одной плоскости, что весьма удобно, а затем разворачивать эти части на разные углы. Скручивание небольших поковок производят вручную, зажимая одну часть заготовки бойками молота или в тисках и скручивая другую с помощью рычажного приспособления – воротка или «вилки».

Операция скручивания требует предварительной подготовки заготовки, т.к. иначе пластическая деформация может сконцентрироваться в одном месте и металл разорвется. Стержневая часть при скручивании немного укорачивается.

Кузнечной сваркой называют операцию неразъемного соединения отдельных частей заготовки. Перед соединением концы заготовки подготавливают, зачищают, затем нагревают эти участки до 1200…1300ºС, добавляют флюс (кварцевый песок, бура, поваренная соль), чтобы исключить пережог металла, накладывают части заготовок друг на друга, обжимают вначале легкими ударами, а затем проковывают окончательно. Ковки производят либо вручную, либо под пневматическим молотом.

Лучшие результаты при кузнечной сварки достигаются для низкоуглеродистой стали с содержанием углерода 0,15…0,25%.

Кузнечная сварка не обеспечивает высокой надежности сварного соединения, она малопроизводительна, пригодна для ограниченного числа сплавов, требует высокой квалификации рабочего и редко применяется на заводах, где имеются другие способы сварки. Однако в особых случаях, при ремонте неответственных деталей и при ковке сложных поковок ручной ковкой кузнечную сварку применяют.

 

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться: