Краткие теоретические сведения

Ковка относится к виду горячей обработки металлов давлением, при котором с помощью действия универсального инструмента – бойков – заготовка, нагретая до температуры, составляющей 70–80 % температуры плавления, пластически деформируется, постепенно приобретая заданные формы, размеры и свойства.

Ковку делят на ручную и машинную. При ручной ковке нагретую заготовку помещают на наковальню и ударами молотка-ручника и кувалды ей придают нужную форму, используя, как правило, при этом подкладной инструмент (обжимки, подбойники и т. д.). Этот вид ковки применяют на предприятиях только при изготовлении мелких поковок массой не более 8 кг при ремонтных работах. Выполнение ручной ковки требует высокой квалификации кузнеца, и этот процесс малопроизводителен.

При машинной ковке для создания энергии, необходимой для деформации заготовки, применяют ковочные молоты и ковочные гидравлические прессы. При ковке на молоте деформация заготовки происходит за счет кинетической энергии падающих частей молота, а при ковке на прессе – под действием жидкости высокого давления.

Изделие, полученное ковкой, называется поковкой. Поковка отличается от готовой детали размерами и часто формой (рис. 4.1). Чертеж поковки составляют на основании разработанного конструктором чертежа готовой детали с учетом припусков, допусков и напусков. Припуск 2 – поверхностный слой металла поковки, подлежащий удалению обработкой резанием для получения требуемых размеров и качества поверхностного слоя готовой детали 1. Размеры детали увеличивают на величину припусков в местах, которые подлежат обработке резанием. Допуск 4 – допустимое отклонение от номинального размера поковки, т. е. разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами поковки. Допуск назначают на все размеры поковки. Конфигурацию поковки иногда упрощают за счет напусков 3 – объема металла, добавляемого к поковке сверх припуска для упрощения ее формы. Напуски 3 удаляют последующей обработкой резанием.

Ковка является экономически выгодной в условиях единичного и мелкосерийного производства, а также единственно возможным способом изготовления поковок массой до сотен тонн. Заготовками для поковок служат слитки, блюмы и катаный пруток.

Чтобы получить качественную поковку, необходимо соблюдать технологический процесс ее изготовления.

Технологическим процессом ковки называют совокупность действий, непосредственно связанных с изменением формы исходной заготовки, ее состояния и свойств, а также транспортированием от момента поступления заготовки в обработку до получения готовой поковки. Технологический процесс ковки состоит из операций и переходов, выполняемых в определенной последовательности.

Рис. 4.1. Схема размеров поковки

Последовательность операций ковки устанавливают в зависимости от конфигурации поковки и технологических требований на нее, вида заготовки (слиток или прокат). В качестве примера на рис. 4.2 приведена последовательность ковки полого массивного цилиндра из слитка на гидравлическом прессе. Цилиндр куют из стального слитка (сталь 40) массой 18 т с пяти нагревов (рис. 4.2, а). После первого нагрева протягивают прибыльную часть под патрон и сам слиток на диаметр 1000 мм, отрубают донную и прибыльную части слитка (рис. 4.2, б). После второго нагрева выполняют осадку (рис. 4.2, в), прошивку отверстия и раскатку на оправке (рис. 4.2, г), после третьего нагрева – посадку на оправку и протяжку на длину 1100 мм (рис. 4.2, д), после четвертого – посадку на оправку и протяжку средней части на диаметр 900 мм (рис. 4.2, е). После пятого нагрева (нагревают только конец А) заковывают конец А (рис. 4.2, ж).

Рис. 4.2. Последовательность операций ковки полого цилиндра из слитка

К технологическим инструментам относят основной деформирующий, поддерживающий и контрольно-измерительный.