Протяжка, разгонка и раскатка

Протяжка — при выполнении этой операции увел» чивают длину всей заготовки или части ее за счет умень шения площади поперечного сечения, при этом увеличив вается прочность металла в осевом направлении в связщ с измельчением зерен и заковыванием внутренних дефек| тов металла (рис. 7.2).; |

При ручной ковке протяжки выполняют ударам^ молотка или кувалды по заготовке, нагретой до ковочной температуры и уложенной на наличнике наковальни» При этом заготовка под действием серии ударов удли-i няется и расширяется. Затем заготовку поворачивают на 90° и удары наносят по расширенному месту, отчего она уменьшается по ширине, но увеличивается по длине, -так как действует закон постоянства объема (см. гл. 5)., В результате заготовка уменьшается до заданного попе­речного сечения и протягивается до требуемой длины.' Исходные сечения заготовок и требуемые сечения поковок;

могут быть любыми (круг, квадрат, треугольник, шести­гранник и т. д.). Переходные сечения куются обязательно квадратными, а при последнем обжатии получают требу--емые сечения поковок. '

Кузнецу следует не забывать, что если на какой-то стадии протяжки заготовка подстынет, то ее надо подо­греть до ковочной температуры. При этом каждый раз

Рис. 7.2. Последовательность переходов при различных варианта протяжки заготовок

необходимо удалять окалину с заготовки и наличника наковальни.

Протяжка только молотком или кувалдой является не эффективной, так как при каждом переходе получают.большое уширение и небольшое удлинение. Ускорить протяжку можно путем выполнения ее кувалдой со скруг­ленным носком (рис. 7.2, о» б), с использованием подбоек, раскаток, гладилок, обжимок и другого" накладного и подкладного инструмента (см. рис. 3.3, 3.4).

Например, нагретый до ковочной температуры пруток или полосу укладывают на наличник наковальни (рис. 7.2, б), на заготовку ставят полукруглую ручную набойку (см. рис. 3.3, б) и наносят по ней удары кувалдой. Переставляя набойку вдоль заготовки, деформируют тре­буемую часть ее. Внедрение набойки в металл с некоторым наклоном ускоряют интенсивность течения его вдоль заготовки с незначительным уширен нем ее. Чем уже набойка, тем меньше диаметр скругления рабочей части набойки, тем меньше уширение и больше вытяжка за­готовки.

После обработки набойкой поверхность заготовки по­лучается волнистой. Поэтому она проглаживается плоской гладилкой (рис. 7.2, г).

Для изготовления покбвок круглого сечения из круг­лых заготовок большего сечения протяжку выполняют с помощью обжимок (см. рис. 3.5, б). По обжимке-верх-нику наносятся удары кувалдой и по мере надобности заготовку поворачивают и перемещают вдоль оси (рис. 7.2, д).

Операция протяжки применяется не только для умень­шения сечения заготовки, но и при изготовлении поковок типа стержней с одной или двумя головками, симметрич­ных и несимметричных, круглых, квадратных и плоских поперечных сечений. Последовательность переходов при ковке поковок показана на рис. 7.3. Такую протяжку можно выполнять как вручную, так и на молотах.

Разгонка — разновидность протяжки, при выполне­нии которой значительно увеличивают ширину заготовки или ее части за счет существенного уменьшения толщины и небольшого увеличения длины.

Раскатка — операция, при выполнении которой уве­личивается диаметр кольцевой заготовки за счет умень­шения толщины стенки (рис. 7.4). Нагретую до ковочной температуры кольцевую заготовку надевают на рог

Рис. 7.3. Последовательность переходов при ковке поковок типа| стержней с головками

наковальни (рис. 7.4, а), наносят удары кувалдой или| молотком и постоянно поворачивают на роге наковальни.-Ц После каждого удара толщина стенки кольца умень-1 шается, а диаметр его увеличивается. Для ускорения;

раскатки часто используют подбойки-верхники. Проко-^ ванное кольцо проглаживают гладилкой с полукруглой! рабочей поверхностью и доводят поковку до требуемых] размеров. Раскатку применяют при изготовлении цельно­кованых бесшовных и сварных колец, венцов, обечаек, колесных шин, бандажей и других подобных деталей.

Раскатку на оправке выполняют для уменьшения толщины стенки трубчатой заготовки и уве­личения длины ее. Нагретую до ковочной температуры толстостенную кольцевую

t или трубчатую заготовку ^— надевают на оправку и кладут на наличник на­ковальни (рис. 7.4, б) или в угловой нижник 4 (см. рис. 3.4, б), вставленный в отверстие наковальни, и наносят удары по за­готовке кувалдой или мо­лотком и постоянно пово-

Рис. 7.4. Раскатка заготовок в виде колец и труб

рачивают. В конце ковки поверхность поковки про­глаживают в круглых обжимках (см. рис. 3.5, б}.

Протяжку на оправке применяют не только для изго­товления кольцевой или трубчатой поковки с нужной толщиной стенки, но и для получения поковок с доста­точно большой точностью диаметра отверстия. При этом в качестве исходной заготовки используют либо короткую толстостенную трубу, либо заготовку с пробитым отвер­стием, изготовленную осадкой.

Дефекты при протяжке и разгонке могут быть следу­ющими (рис. 7.5). Перерезание волокон получается при чрезмерно глубоком внедрении перебивки или раскатки в металл за один прием в местах образова­ния уступа и протяжки, при этом уменьшается проч­ность поковки (рис. 7.5, а). Чтобы не допускать этого, переход уступа необходимо делать более плавным (рис. 7.5, б), т. е. сначала сделать небольшие углубления и предварительную протяжку или разгонку круглой раскаткой, а затем дооформить уступ Цережимкой соот­ветствующей формы (см. рис. 3.9).

Изгиб заготовки в плоскости нако­вальни происходит из-за неравномерного прогрева заготовки по толщине, при односторонней ковке без поворачивания заготовок и при внедрении раскатки в ме­талл с перекосом по высоте (один конец внедряется ниже другого). Для предупреждения изгиба заготовку следует хорошо прогревать по всему сечению в месте ковки, а во время протяжки чаще поворачивать заготовку на 180°.

При выполнении операции разгонки, по мере появле­ния изгиба, заготовку следует поворачивать на 180°

и распрямлять ее слабыми ударами кувалды или правт поверхность гладилкой.

Зажим получается при неправильной установке! гладилки по длине заготовки. Например, когда ее уста­навливают близко к краю высокого и крутого уступа, то после удара может образоваться недопустимый дефект в виде зажима и трещины (рис. 7.5, в).

Воронкообразная вогнутость и осе­вая трещина на конце поковки образуются при протяжке круглой заготовки на круг. При этом металл по толщине проковывается неравномерно. Удлиняются только наружные слои металла и это приводит к образо-' ванию вогнутости в виде воронки, переходящей в осевую;

трещину (рис. 7.5, г), i

Осевая рыхлость и трещины по оси обра-' зуются при непосредственной протяжке заготовки на:

круг, если протяжка выполняется слабыми ударами. При | слабых ударах проковываются только верхние слои, ' а во внутренних слоях возникают растягивающие напря­жения, которые и являются причиной возникновения разрывов и трещин в металле.

Вогнутость, осевые трещины и осевая рыхлость не возникают, если круглую заготовку перековывать на квадрат сильными ударами и только в конце ковки про-тягивать на круг требуемого диаметра.

Поверхностные и внутренние тре­щины возникают в результате продолжительной ковки подстывшего металла, что приводит к наклепу поверх­ностных слоев и образованию трещин на поверхности и даже внутри металла. Наклеп можно исправить отжигом, а из-за трещин поковка бракуется.

7.4. Осадка и высадка

Осадка является основной кузнечной операцией, при выполнении которой уменьшают высоту (длину) всей заготовки за счет увеличения площади поперечного сечения (рис. 7.6).

Ее выполняют так же, как и высадку, с целью увели­чения диаметра или поперечного сечения исходной за­готовки при отсутствии заготовки требуемого сечения, подготовки заготовки для последующей прошивки, вы­равнивания торцевых поверхностей заготовки, образова­ния головок и фланцев, увеличения степени укова и проч-

') " ] ^ э) Рис. 7.6. Способы осадки и высадки заготовок

ности поковки, а также получения нужной ориентации волокон металла.

Перед выполнением операции осадки заготовку нагре­вают до максимально допустимой температуры начала ковки для данной стали (см. табл. 5.1). Нагретую заго­товку устанавливают вертикально на наковальню и, поддерживая клещами за середину, наносят по верхнему торцу несколько слабых ударов кувалдой, чтобы обеспе­чить ее устойчивость. Затем силу ударов увеличивают и после каждого удара заготовку клещами поворачивают вокруг вертикальной оси на некоторый угол, что обеспе­чивает равномерность ее осадки. С каждым ударом высота •заготовки уменьшается, а сечение ее увеличивается и она приобретает бочкообразную форму (рис. 7.6, а). Если

бочкообразность не допускается, то в конце осадки пс ковку правят. Следует иметь в виду, что в соответствий с законом наименьшего сопротивления заготовки с ква^ дратными, прямоугольными и другими поперечными сече-1 ниями при осадке также будут приобретать круглую форму сечения (см. рис. 5.1).

Для успешного проведения осадки высота заготовки не должна превышать 2... 2, 5 ее диаметра или длины меньшей стороны поперечного сечения. В процессе осадки необходимо следить за тем, чтобы заготовка не изгибалась и не перекашивалась. При обнаружении малейшего изгиба ' или перекоса заготовку немедленно следует выправить. Если заготовка подстынет, то ее надо подогреть.;

Высадка. При выполнении этой операции уменьшается 1 высота части заготовки у концов или в ее середине;, с соответствующим увеличением площади поперечного I

сечения.

Высадка конца заготовки применяется для получения деталей типа стержней с головками (болты, Пальцы и т. п.). Высадку конца заготовки выполняют без формообразующего инструмента или с формообразу-ющим инструментом. В любом случае у заготовки на­гревают на требуемую длину только конец ее, который будет подвергаться высадке. Если нагрелась большая часть заготовки, чем требуется для высадки, то участок, который не подвергается высадке, охлаждают.

Высадка конца заготовки без формообразующего ин­струмента выполняется, как показано на рис. 7.6, б.

Высадку конца заготовки также можно проводить Другими способами. Кузнец захватывает заготовку кле­щами посередине и ставит ее на наличник нагретым кон­цом. Затем он поднимает заготовку и, ударяя нагретым концом заготовки о наличник наковальни, высаживает этот конец (рис. 7.6, б), после чего отделывает его и при­дает ему требуемую форму.

При большой длине или неудобной форме заготовки ее кладут в горизонтальном положении на наличник наковальни так, чтобы нагретый конец выступал за край наличника, а холодный конец удерживают руками или укладывают на стойку (см. рис. 4.5, а). Затем выполняют высадку нагретого конца заготовки ударами молотка или кувалды по торцу (см. рис. 7.9, г). Конец длинной заготовки можно также высаживать, как показано на. рис. 7.6, д, ударяя заготовку о наковальню.

Высадкой с формообразующим инструментом получают поковки с головками, требующими правки (рис. 7.6, е), или с готовыми головками требуемой формы (рис. 7.6, ж). В качестве формообразующего инструмента используют

гвоздильни или формы (см. рис. 3.4, г, д}.

Высадка средней части заготовки выполняется следующим образом. Осаживаемую среднюю часть заготовки нагревают до ковочной температуры. Если нагрелись концы, то их охлаждают, окуная в воду на требуемую длину. Затем заготовку ставят вертикально на наличник наковальни и удерживают ее в этом положе­нии клещами ниже или выше того места, которое будет высаживаться. По торцу верхнего конца наносят удары молотком или кувалдой. Сначала удары должны быть не сильными, а затем как можно сильнее. Удары через холодную часть заготовки передаются средней и она, как наиболее пластичная, деформируется, приобретая

бочкообразную форму (рис. 7.6, а).

Дефекты при осадке и высадке (рис. 7.7). Изгиб

(рис. 7.7, а) получается чаще всего тогда, когда длина осаживаемой части заготовки больше 2, 5 ее диаметров или если заготовку при осадке не поворачивали вокруг продольной оси. Он может появиться также при ковке неравномерно прогретой по сечению заготовки и когда

ее не правят во время ковки.

Косогранность (рис. 7.7, б) образуется в ре­зультате интенсивной осадки заготовки с высотой более 2, 5 диаметра, когда удары наносились не по центру торца заготовки, а Заготовка не поворачивалась вокруг продоль­ной оси и не правилась в процессе ковки.

Зажим (рис. 7.7, в) представляет собой складку на

боковой стороне заготовки. Он образуется при продольном 125

изгибе заготовки, когда запаздывают с правкой. Обра-' зевавшийся зажим устранить очень трудно, а иногда и невозможно.

Рюмкообразность (рис. 7.7, г) появляется при неравномерном прогреве осаживаемой части заготовки по длине и сечению и при слабых ударах по торцу заго­товки.

Продольные трещины образуются из-за того, что заготовка была неравномерно прогрета по объему или ковалась подстывшей. Трещины являются наиболее опасным дефектом, так как их не всегда можно обнару­жить. Поэтому на осадку и высадку должны поступать заготовки, нагретые до ковочной температуры и равно­мерно прогретые по объему. Нельзя ковать подстывшие заготовки, особенно из легированных сталей.