Два способа ковки металлов

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 
34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 
68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 
85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 
102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 
119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 
136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 
153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 
170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 
187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 
204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 
221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 
238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 
255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 
272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 
289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 
306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 
323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 

Существуют два способа ковки — свободная ковка и штамповка.

При свободной ковке заготовку, которую нужно отковать, кладут, не закрепляя, на неподвижную подставку — наковальню, над которой- вниз и вверх ходит молот боек. Быстро опуская и поднимая боек, по металлу наносят удары. При этом металл расплющивается (кузнецы говорят «течет»). Ширина и длина заготовки увеличиваются, а толщина уменьшается. После того как заго­товку обожмут с одной стороны, ее поворачи­вают на 90° и вновь куют. Такие операции совершаются до тех пор, пока металл не при­мет нужной формы. Получается поковка.

Очень крупные детали куют на гидравли­ческих прессах. Разница между прессом и мо­лотом в том, что молот ударяет по заго­товке, а пресс давит на нее.

Свободной ковкой молотами и прессами можно обрабатывать заготовки любого веса — и самые маленькие, и очень крупные, до 200т, например поковки для турбин наших гигант­ских электростанций. Однако таким способом невозможно изготовить детали точных разме­ров и форм. Поковки приходится потом обра­батывать на станках, превращая большую часть металла в стружку. Часто бывает и так: поков­ку ставят на станок при помощи крана, а де­таль снимают руками. На обработке поковок занят большой парк металлорежущих станков, тратится огромное количество инструмента.

Из сказанного ясно, что метод свободной ковки не наилучший; к нему прибегают лишь тогда, когда надо изготовить одну или неболь­шое количество одинаковых деталей. В мас­совом производстве, например на автомобиль­ных, авиационных, вагоностроительных заво­дах, детали не куют, а штампуют.

Штамповка по сути дела — та же ковка, но здесь «течение» металла ограничено формой — штампом.

Штамп состоит из двух половин. Нижняя половина закреплена на наковальне неподвиж­но, а верхняя прикреплена к бабе молота и перемещается с ней вверх и вниз. Металл укла­дывают на нижний штамп. Под ударами молота он заполняет полость штампа, принимая ее форму, так как «течение» металла ограничено стенками штампа. Заготовки, полученные та­ким способом, называют штамповками. По форме и размерам они значительно больше приближаются к изделию, чем заготовки, полу­ченные свободной ковкой. А значит, при после­дующей обработке в стружку уходит меньше металла.

Есть и еще преимущество: отштамповать деталь можно гораздо быстрее, чем отковать. За время, в которое обычный молот откует одну или две детали, молот со штампом сделает десятки, а то и сотни деталей.

А насколько штамповка выгоднее других способов, можно судить по следующему при­меру. Тридцать с лишним лет назад, когда в Москве только начинали делать автомобили, коленчатые валы вырезали из стальной полосы. При этом в стружку уходило около двух тре­тей металла. Затем валы стали ковать. С поко­вок, полученных свободной ковкой, приходи­лось снимать «только» половину металла. Те­перь коленчатые валы штампуют. Потери уменьшились до одной трети, но все же еще велики.

В последние годы машиностроители стали применять новые высокопрочные и очень доро­гие материалы. Поэтому перед технологами кузнечного производства встала задача — до­биться еще более точных штамповок, чтобы и по форме, и по размерам они максимально

Штамповка под прессом: 1 — матрица; 2 — пуансон; 3 —заготовка; 4 — готовая деталь.

приближались к изделиям. Эта задача теперь решена, и на ряде заводов уже производят крупногабаритные точные штамповки.

Почему же совсем не отказаться от свобод­ной ковки? Потому что изготовить штамп сложно и дорого; его делают из очень крепкой стали и очень точно. Поэтому к штамповке прибегают в тех случаях, когда нужно изго­товить достаточно большое количество одина­ковых деталей. Только тогда затраты на изго­товление штампов оправдываются.

Ковочные машины

Свободную ковку производят паровоздуш­ными пневматическими молотами.

Простейший паровой молот состоит из массивной станины, в верхней части которой находится рабочий цилиндр, а в нем поршень, который передвигается вверх и вниз (как в велосипедном насосе). На конце поршня шток, к которому прикреплена тяжелая сталь­ная баба — молот. В цилиндр, в пространство под поршнем, под высоким давлением подают пар. Поршень вместе со штоком и ба­бой поднимается вверх. Сильно сжатый под поршнем пар удерживает тяжелый молот. На­гретую заготовку кладут на наковальню, укреп­ленную на чугунном или стальном основании.

Все готово. Можно начать ковку. Пар из-под поршня выпускают и нагнетают его в пространство над поршнем: баба па­дает, наносит удар по заготовке и давит на нее. Так, попеременно впуская и выпуская пар, поднимают и опускают бабу. Она ударяет по заготовке, обжимает ее. Заготовка постепенно меняет форму, металл «растекается».

Но вот ковка закончена. Деталь обхваты­вают цепями, кран поднимает и уносит ее. Тотчас подвозят следующую заготовку.

Тяжелые паровые молоты постепенно вытес­няются гидравлическими прессами. Мощности их непрерывно растут. Еще недавно максималь­ное давление прессов не превышало 10 тыс. т. В последнее время на советских заводах скон­струированы и построены ковочные прессы дав­лением в 30—40 и более тысяч тонн. Это очень мощные сооружения. Фундаменты, на которые они опираются, уходят глубоко в землю — на десятки метров. Чтобы привести их в дей­ствие, требуются электрические машины огром­ной мощности.

Штамповочные молоты мало чем отличаются от молотов для свободной ковки. Если штамповщик нажимает педаль, то баба автоматически поднимается. Часть метал­ла при штамповке вытекает в промежуток между двумя половинками штампа и образует заусе­нец, который затем удаляют на обрезном штампе.

Штампы бывают одноручьевые и многоручьевые (ручьи — это углуб­ления в нижней, неподвижной части штампа, от формы которых зависит конфигурация де­тали). При работе на одноручьевом штампе заготовку, предварительно подготовленную свободной ковкой, приходится перекладывать с пресса на пресс, со штампа на штамп, пока она не примет нужной формы. А на многоручье­вом штампе всего за несколько ударов молота, перебрасывая заготовку из ручья в ручей, можно изготовить сложную деталь.

Разновидность штамповочных молотов — горизонтально-ковочные ма­шины. Их применяют для горячей штампов­ки деталей из прутков: колец, втулок и т. д.

У этих машин штампы обычно многоручье­вые. Они состоят из матрицы и пуан­сона. Матрицы здесь — два металлических полукруга, а пуансон — крепкий стальной стержень. Смыкаясь, матрицы (двигаются они по горизонтали, отсюда и название машины) зажимают пруток и таким образом образуют нужную форму изделия. В то же время укреп­ленный на специальном ползуне пуансон (тоже двигающийся по горизонтали) заходит в эту образованную матрицей полость, пробивает за­готовку (пруток) и отрезает ее.

Этим методом изготовляют, например, коль­ца для подшипников.