Выбор основных операций и инструмента.

Выбор основных операций определяется формой и размерами поковки, видом и размерами исходной заготовки, исходной и окончательной макроструктурой обрабатываемого металла.

Форму поковки достаточно характеризуют 4 признака:

1. Отношение длины и толщины.

2. Наличие или отсутствие в ней полости.

3. Наличие или отсутствие в ней уступов.

4. Прямолинейность или изогнутость главной оси.

По первому признаку поковки делят на 3 группы:

1. Относительно длинные поковки, для них соотношение размеров таково, что свободная осадка готовой поковки в торец не возможна без продольного изгиба.

2. Поковка цилиндров и брусьев, у которых отношение длины (высоты) к толщине позволяет осуществлять как осадку, так и протяжку готовой поковки.

3. Относительно короткие поковки (диски, пластины), для них отношение длины (высоты) к толщине не позволяет осуществлять протяжку без искривления их в плоскости перпендикулярной к главной оси. Кроме того, все поковки могут быть сплошного сечения или пологими, а также гладкими или с уступами.

Кроме того, поковки первой группы могут быть прямыми или изогнутыми.

Основными операциями при ковке гладких поковок сплошного сечения являются:

1. Для поковок первой группы – протяжка.

2. Для поковок второй группы – комбинация осадки и протяжки.

3. Для поковок третьей группы – осадка.

Ковку заготовок из слитка чаще начинают из оттяжки хвостовика, необходимого для удержания заготовки патроном. Хвостовик обычно оттягивают со стороны прибыльной части. Иногда эту операцию заканчивают отрубкой лишнего металла на конце хвостовика. После этого производят биллетировку. При неудовлетворительном качестве поверхности слитка эта операция является эффективным средством предупреждения развития имеющихся пороков в крупные поверхностные дефекты. После осуществления всех операций выполняемых при удержании заготовки за хвостовик его удаляют в отход вместе с прибыльной частью слитка.

В части микроструктуры к материалу поковки технологические требования ковки сводятся к одному – не допустить в результате ковки крупного зерна, для этого:

1. Не подвергать продолжительному нагреву те части поковки, которые не будут деформироваться.

2. Избегать критических степеней деформации, особенно при последних обжатиях.

3. Заканчивать ковку при температуре наиболее близкой к нижнему пределу температурного интервала.

Более подробные рекомендации для построения рационального процесса ковки могут быть даны, только на основании изучения типовых и реально существующих процессов ковки аналогичных поковок.

34. Формовка относится к штамповочным переходам и может выполняться сразу, если позволяют правила высадки или после наборных переходов. В зависимости от сложности поковки применяют один или несколько формовочных ручьев. Последний формовочный ручей служит для получения окончательной поковки и поэтому его размеры выполняют по чертежу горячей поковки. Формовку могут выполнять в открытых или закрытых ручьях с расположением ручья полностью в пуансоне, в матрице или частично в матрице и пуансоне.Применение открытого формовочного ручья предпочтительнее, поскольку его можно обрезать в обрезном ручье того же штампа.

Высадка – это операция, при которой увеличивается площадь поперечного сечения участка заготовки за счет уменьшения его длины. Высадка может являться окончательным переходом штамповки или применяться для увеличения площади поперечного сечения заготовки и увеличения его длины для того, чтобы затем выполнить другие переходы.Назначение высадочных переходов состоит в наборе утолщения обеспечивающего устойчивость заготовки при последующем формообразовании поковки.Различают высадку в матице с цилиндрической полостью, высадку в пуансоне с цилиндрической полостью и высадку одновременно в пуансоне и в матрице.При выборе высадочных ручьев руководствуются следующими правилами высадки: При свободной высадке длина … части заготовки не должна превышать 2, 5d₀, чтобы высадка не сопровождалась продольным изгибом.Если длина высадки превышает 2, 5d₀, и пруток не выступает из матрицы, то высадку можно осуществлять на диаметр D_м ≤ 1, 3d₀. Если высадка осуществляется в матрице диаметром D_м ≤ 1, 3d₀ и пруток выступает из матрицы, то длина выступающей части l_в ≤ d₀.

35. При определении вида и размеров исходной заготовки необходимо стремиться применять прокат. Слитки вместо проката применяют в том случае, когда нет соответствующего типа размера проката. Массу исходной заготовки определяют как сумму масс поковки и отходов.

При получении поковки ковкой из слитка масса заготовка равна:

- для ковки из слитка

;

- для ковки из проката

. при пробивке , при прошивке .

Если поковка изготавливается осадкой, то высота заготовки должна составлять размера исходного сечения. Выбор ковочного оборудования.

При выборе ковочного оборудования в начале определяют усилие ковки по операциям и по наибольшему усилию, предварительно выбирают оборудование.

Усилие операции определяется как: ,

Удельное усилие осадки определяется по формуле:

Массу падающих частей молота определяют по формуле:

Средний диаметр осаженной заготовки определяется по формуле: .

Послед выбора оборудования по рассчитываемым характеристикам уточняют его типоразмер в зависимости от необходимых размеров рабочего пространства для размещения в нем заготовки с инструментом, а также выполнения соответствующих обжатий и манипуляций. Затем по масса и размерам исходных заготовок и поковок следует проверить пригодность обслуживаемого оборудования (ПТМ и нагревательное оборудование).

36. Прошивка. Применяется для получения поковок с глухими полостями или сквозными отверстиями. Прошивку относительно не глубокой полости сочетают с формовкой при довольно таки значительной высадке. При этом необходимо чтобы соотношение размеров деформируемой части заготовки обеспечивали достаточную устойчивость ее от продольного изгиба. Наилучшее условие для глубокой прошивки создается, когда длина деформируемой части заготовки перед прошивкой несколько больше, чем после ее выполнения, а площадь поперечных сечений перед прошивкой несколько меньше соответствующих кольцевых сечений образуемых в результате прошивки, т.е. когда прошивка сочетается с незначительной осадкой.Для этого предшествующие прошивке переходы необходимо проектировать максимальными, чтобы заготовке придать такую форму и размеры, которые обеспечили бы получение готовой поковки за счет раздачи металла в радиальном направлении в сочетании с незначительной высадкой. Во избежание продольного изгиба деформируемой части отношение ее длины к диаметру должно быть не больше двух. При этом конец прошиваемой заготовки лучше оставлять не свободным, а высадить на его конце фланец диаметром равным диаметру матрицы прошиваемого ручья, при этом на торце фланца желательно отформировать неглубокую наметку для центрирующего прошиваемого пуансона.

Пробивка. Сквозные отверстия в поковках получают в пробивочных ручьях пуансоном и матрицей с острыми кромками. Обычно заготовка подвергается пробивке после предварительной прошивки. При пробивке происходит одновременно отделение поковки от прутка, который выталкивается из матрицы. При обратном ходе пуансона поковка снимается с него заплечиками предусмотренными в матрице пробивочного ручья. После раскрытия половины матрицы поковка падает в приямок машины.

38. Высадка – это операция, при которой увеличивается площадь поперечного сечения участка заготовки за счет уменьшения его длины. Высадка может являться окончательным переходом штамповки или применяться для увеличения площади поперечного сечения заготовки и увеличения его длины для того, чтобы затем выполнить другие переходы.Назначение высадочных переходов состоит в наборе утолщения обеспечивающего устойчивость заготовки при последующем формообразовании поковки.Различают высадку в матице с цилиндрической полостью, высадку в пуансоне с цилиндрической полостью и высадку одновременно в пуансоне и в матрице.При выборе высадочных ручьев руководствуются следующими правилами высадки: при свободной высадке длина … части заготовки не должна превышать 2, 5d₀, чтобы высадка не сопровождалась продольным изгибом.Если длина высадки превышает 2, 5d₀, и пруток не выступает из матрицы, то высадку можно осуществлять на диаметр D_м ≤ 1, 3d₀. Если высадка осуществляется в матрице диаметром D_м ≤ 1, 3d₀ и пруток выступает из матрицы, то длина выступающей части l_в ≤ d₀.

40. Обрезку облоя и пробивку перемычек в отверстиях поковок производят, главным образом, на кривошипных обрезных прессах в обрезных и пробивных штампах.Рабочими деталями обрезного штампа является неподвижная матрица и подвижный пуансон. Матрицу крепят на плите штампа установленной на столе пресса, а пуансон непосредственно в ползуне пресса или с помощью державки.Для обрезки поковку укладывают в матрицу на облой, затем пуансон проталкивает поковку через отверстие в матрице, острые кромки которой срезают облой.При пробивке поковка укладывается на матрицу, а пуансон пробивает отверстие, прорезая перемычку проталкивая ее через матрицу.Обрезка и пробивка выполняется в холодном и горячем состоянии поковок. Горячая производится сразу после штамповки с использованием тепла не остывшей поковки. Качество обрезки имеет важное значение, поскольку остатки заусенца после обрезки на поковке устраняют вручную на заточных станках. При выборе способа обрезки учитывают, что холодная обрезка и пробивка не зависят от темпов предшествующей штамповки и поэтому более производительны.

Горячую обрезку применяют в следующих случаях:

1. Недостаточная для холодной резки пластичность для обрезаемого металла.

2. Рациональностью применения пресса меньшего усилия.

3. Выполнением после обрезки каких-то горячештамповочных операций: пробивка, калибровка.

Холодную обрезку и пробивку рационально выполнять отдельно и в простых обрезных и пробивных штампах.

Горячую обрезку и пробивку также выполняют в отдельных простых или последовательных штампах, у которых пробивной и обрезной пуансоны установлены рядом в одном пакете.

Применение совмещенных штампов, как наиболее производительных, но в то же время более сложных рационально в условиях крупносерийного и массового производства. Для холодных обрезных работ применяют обрезные прессы общего назначения усилием от 250 до 2000 кН. Для горячих – обрезные пресса усилием от 1600 кН до 16МН.

Наиболее крупные поковки обрезают на гидропрессах, усилие обрезки определяется по формуле:

,