книги / Технология металлов

кладется на поверхность нижнего бойка, закрепленного в шаботе. Энергию удара падающих частей молота определяют по следующей формуле:

РQV*

где Q — вес падающих частей;

V — скорость падающих частей в момент удара; g — ускорение силы тяжести.

Основная часть энергии удара расходуется на деформацию поковки и значительно меньшая часть теряется на упругие де­ формации инструмента, колебания шабота, фундамента и т. п. Следовательно, работу деформации при каждом ударе можно выразить следующим образом:

А = hу д £ * ,

где Ауд — коэффициент полезного действия удара, который тем выше, чем больше вес шабота по сравнению с весом падающих частей.

Практически вес шабота бывает в 15 раз больше веса падаю­ щих частей. При этом Ауд= 0,8—0,9.

Мелкие фасонные поковки весом 0,5—20 кг и поковки про­ стого типа весом 10—250 кг куются обычно на пневматических молотах (рис. 171). Пневматический молот имеет два цилинд­ ра: рабочий цилиндр 1 и цилиндр компрессорный 2. В рабочем цилиндре ходит поршень 3, соединенный с бабой и бойком 4. Поршень 5 в компрессорном цилиндре приводится в движение кривошипно-шатунным механизмом 6, связанным с электродви­ гателем 7 и передачей через редуктор 8. Баба молота непрерыв­ но приводится в движение вверх и вниз вращением кривошип­ ного вала при помощи ременного соединения 9 и наносит удары по поковке, расположенной на нижнем бойке 10, закрепленном в шаботе молота 11.

Управление пневматического молота бывает ручное (при помощи рукоятки) или педальное (ножное). Пневматические молоты имеют вес падающих частей от 50 кг до 1 т. Производи­ тельность их в зависимости от сложности формы поковок колеб­ лется от 40 до 460 кг/час.

Для производства мелких поковок, главным образом быстростынущнх (лезвий, ножей, клинков и т. п.), применяют быстро­ ходные рессорные и рычажные молоты. На рис. 172 представлен рессорный молот. Такие молоты имеют вес падающих частей от 10 кг до нескольких десятков.

Средние по весу поковки как фасонные весом 8—100 кг, так и простые весом 100—750 кг, куют на паровоздушных молотах

Крупные поковки производятся на гидравлических ковочных прессах. Мощность ковочных прессов определяется усилием, передаваемым ползуном на обрабатываемую заготовку. Усилие может быть определено по формуле

где h — к. п. д. пресса, равный 0,8—0,9; о— давление жидкости на плунжер; D — диаметр плунжера.

Схема гидравлического пресса приведена на рис. 174. Рабо­ чий цилиндр ], в котором ходит плунжер 2, закреплен в верхней поперечине*?. Верхняя поперечина при помощи четырех колонн^ соединена с нижней поперечиной 5, установленной на фунда­ менте. Рабочий плунжер 2 соединен с подвижной поперечиной 6, на которой крепится верхний боек, направляемый колоннами 4. Рабочий цилиндр с плунжером сообщает поперечине 6 движе­ ние только вниз. Для подъема ее на верхней поперечине уста­ новлены возвратные цилиндры 7 с плунжером 5, соединенным

Рис. 173. Паровоздушный ковочный двухстоечный молот двойного действия

Рис. 174. Схема гидравлического пресса

при помощи поперечины 9 и тяг 10 с поперечиной 6. Вода для рабочего хода поступает по трубопроводу 1 в цилиндр, а для uupai«u,uобратного холида — потрубопроводу"V в возвратные цилиндры 7. Во избежание утечки воды цилиндры снабжены уплотнителями.

В зависимости от мощности пресса вод	д	д
ем 150—350 ат.

Кроме	чисто гидравлических		пг	В’	пРименяют	прессы
парогидравлические.		К парогилпяп^
жидкости, подводится пар под ляп			лическим прессам,			помимо
ские ковочные прессы бывают			лением Д° Ю ат. Гидравличе-
а штамповочные — до 30000 т. Н С Усилием					от 600 до	10000 т,
поковку	из слитков	весом 11~1слПРессах с Усилием 600 г куют
10000 т — из слитков весом 11 _«чп			Т’ 3	Н3	пРессах с усилием
Производительность прессов			Т'

от формы изготовленных поков ^езко колеблется в зависимости

она составляет 0,25—1,5 т/цас		0кНа прессах с усилием 600 т
0,7—4,5 т/час.	'	а на прессах с усилием 3000 г —

Изготовление крупных Пок кий процесс. Заготовка во вре°В°к представляет собой трудоем-

туру, поворачивается,	канТур^я Ковки, имея высокую темпера-
опускается и т. п. Все	эти jL СяПеРеДвигается,		поднимается,
и являются исключительно		*еРаиии требуют больших усилий
трудоемких процессов	при к белы ми. С целью		механизации
ских прессах применяют с п е ц Ке на молотах или			гидравличе-
нипуляторами (рис. 175).		ЦИальные машины, называемые ма-

Манипулятор в виде рабочего органа имеет клещи У, кото­ рые захватывают и защемляют конец заготовки. При помощи клещей заготовка может поворачиваться, подниматься, пере­ мещаться и т. д. Сам манипулятор также может совершать движение. Управляя работой манипулятора, осуществляют тре­ буемые перемещения заготовки. При производстве крупных поковок применяют также подвижные столы, кантователи и дру­ гие приспособления, обеспечивающие подачу, перевертывание и удаление поковок.

8.Ш ТАМ ПО ВК А

Штамповка представляет собой кузнечный процесс, при котором деформация металла осуществляется с помощью штам­ па. Конфигурация чистового ручья штампа полностью опреде­ ляет конфигурацию полученной заготовки. Течение металла в штампе принудительно ограничивается поверхностями поло­ стей, и образуется замкнутая по конфигурации заготовка.

В зависимости от исходного материала штамповка делится на объемную (рис. 176) и листовую (рис. 177). Объемная штам­ повка заготовок производится преимущественно в нагретом состоянии, а листовая — в основном в холодном состоянии. По сравнению со свободной ковкой штамповка имеет ряд пре­ имуществ: более высокую производительность (примерно в не­ сколько десятков раз); позволяет получать более однородные и более точные заготовки; допуски при горячей штамповке в 3— 5 раз меньше, чем при свободной ковке. Заготовки, полученные штамповкой, обычно механически обрабатывают только в местах сопряжения с другими деталями. Остальные поверхности остав­ ляют необработанными. Недостатками штамповки являются ограниченность по весу штамповочных заготовок (до 350 кг), высокая стоимость изготовления штампов, так как они пригод­ ны для изготовления заготовок только одной формы.

Штамповка экономически целесообразна при массовом и крупносерийном производстве. Заготовки штампуют на раз­ личном штамповочном оборудовании: штамповочных молотах, кривошипных прессах, горизонтально-ковочных машинах, гид­ равлических и фрикционных прессах, горизонтально-гибочных машинах, вертикально-ковочных машинах, ковочных вальцах и на другом оборудовании. Заготовки для штамповки получают из проката путем его разделки. Разделка проката на мерные заготовки производится резкой на пресс-ножницах, на дисковых пилах, резкой с применением газовой горелки (газовая резка) или ломкой прутка на кривошипных и гидравлических прессах. После штамповки полученные изделия обычно проходят отде­ лочные операции: обрезку и зачистку заусенцев, правку, очист­ ку поверхности и чеканку.

Штамповка на молотах. Штамповку поковок производят на паровоздушных штамповочных или фрикционных молотах.

Паровоздушные штамповоч­ ные молоты по своему устрой­ ству сходны с паровоздушным молотом для свободной ков­ ки. Отличие состоит лишь в том, что у паровоздушных штампо-

Рис.	176. Схема одного	Рис.	177.	Схема од­
из	процессов объемной	ного	из	процессов
	штамповки	листовой		штам­
			повки

вочных молотов станина установлена' непосредственно на шаботе и соединена с шаботом при помощи болтов с пружинами. Кроме этого, имеются более мощные регулирую­

		щие направляющие для движения					бабы.
		Такое соединение не является жестким и
		предотвращает от поломки болтов, а уси­
		ленные регулирующие направляющие ба­
		бы обеспечивают необходимую				точность
		соударения штампов.			Все штамповочные
		молоты имеют		автоматическое		управле­
		ние, обычно связанное с педалью, на кото­
		рую нажимают при нанесении удара. Если
		педаль отпущена, баба молота автомати­
		чески возвращается в исходное положе­
		ние. Паровоздушные молоты имеют вес
		падающих частей от 0,5 до 15 ти реже от
		20 до	30 т.
		Из фрикционных молотов наибольшее
		распространение получили молоты с дос­
		кой,	схема которых		представлена на
		рис. 178. В фрикционных молотах дере­
		вянная доска 1 (обычно дубовая) нижним
		концом закрепляется в бабе 2, а верхней
	Рис. 178. Схема фрик­	своей	частью	проходит в зазор			между
		стальными роликами			3. Во время работы
	ционного штамповоч­
	ного молота с доской	молота один из роликов вращается в одну
		сторону, не передвигаясь, а другой, вра­
	щаясь в другую, может отходить. Деревянная доска,					зажатая

тормозами 4 и парой роликов, непрерывно вращающихся в разные

Рис. 179. Схема штамповки заго­ товок зубчатых колес в одно­ ручьевом штампе

стороны, поднимается до верхнего положения. В этот момент в результате нажима на педаль 5 ролики опускают доску и проис­ ходит удар, в момент которого ролики опять сходятся и поднима­ ют бабу. Если педаль отпущена, то доска заклинивается колодка­ ми тормоза и баба удерживается на весу.

Фрикционные молоты имеют вес падающих частей 0,5—5 г. Они менее распространены, чем паровоздушные молоты, так как их производительность меньше, а регулирование энергией удара труднее. Однако к. п. д. их вы­ ше, чем паровоздушных штам­ повочных молотов.

Штамповочные поковки име­ ют чистую поверхность и раз­ личную форму: круглую типа зубчатых колес, ступиц и вту­ лок или прямоугольную с пря­ мой или изогнутой осью, с от­ верстиями, ребрами, типа скоб, вилок, шатунов, рычагов, вал­ ков и т. п.

Молотовые штампы. Ос­ новным инструментом при штамповке являются штампы.

Штампы представляют собой стальные формы, в которых имеют­ ся полости (ручьи), соответствующие форме и размерам изготов­ ляемой поковки. Штампы состоят из верхней и нижней полови­ нок, бывают закрепленные и подкладные.

Нижняя часть закрепленного штампа крепится на бойке, установленном на шаботе молота, а верхняя — на бойке бабы. Крепление осуществляется в виде «ласточкина хвоста». Обе по­ ловины штампа имеют полости, составляющие ручей, соответст­ вующей форме поковки. На рис. 179 приведена схема штампов­ ки зубчатых колес в одноручьевом штампе. Заготовку, нагретую до температуры ковки, помещают в нижнюю полость штампа 2.

Под действием ударов верхней части	штампа 1 металл течет
и заполняет ручей 3. Излишек металла	выдавливается из ручья

в кольцевую часть. Ручей способствует лучшему заполнению полости штампа, препятствуя дальнейшему течению металла в плоскости разъема штампа. Заусенцы, образующиеся на по­ ковке, затем обрезают на прессе специальным обрезным штам­ пом в горячем или холодном состоянии.

В подкладных штампах производят штамповку заготовок, предварительно подготовленных свободной ковкой для прида­ ния ей приближенной формы готовой детали. Для этой цели нижнюю половину подкладного штампа устанавливают на боек, закрепленный на шаботе молота. Затем в полость нижней поло­

вины штампа закладывают заготовку и накрывают верхней половиной штампа. При этом запрессованные в нижней половине штампа штыри попадают в соответствующие им отверстия верх­ ней половины и обе половины скрепляются. Штамповку произ­ водят ударами верхнего бойка молота по верхней половине штампа.

По количеству ручьев штампы разделяются на одноручьевыс и многоручьевые. В одноручьевых штампах штампуют изделия относительно простой формы.

Многоручьевые штампы имеют заготовительные, штамповоч­ ные и отрезные ручьи. При штамповке на многоручьевых штам­

					пах полностью исключается	необходи­
					мость в предварительной ковке загото­
					вок. Исходным материалом служит за­
					готовка из сортового проката. Количе­
					ство ручьев в штампе бывает от 2 до 6.
					В заготовительных ручьях выполняется
					операция вытяжки или гибки, в штам­
					повочных ручьях заготовке	придается
					окончательная форма, в отрезных — из­
					делие отделяется от заготовки. Загото­
					вительные ручьи располагаются		по
					краям штампа, а штамповочные — в се­
Ряс. 180.	Нижняя			часть	редине. На рис. 180 приведена нижняя
многоручьевого			штампа		часть многоручьевого штампа.		При
для	рычага:			ручей;	штамповке заготовка сначала поступа­
1 — окончательный					ет в протяжной ручей, где ее протяги­
2 — гибочный		ручей;		3 —
предварительный ручей; 4 —					вают. Затем ее деформируют в подкат-
подкатной	ручей;		5 — про­
тяжной		ручей			ном ручье для создания утолщений на
					концах, далее передают на	гибочный

ручей, после чего штампуют в предварительном, а затем в окон­ чательном ручье. Из окончательного ручья получают готовую поковку, размеры которой больше размеров холодной поковки на величину усадки. Величина усадки принимается около 1,5%.

Протяжной ручей используют для уменьшения площади по­ перечного сечения на отдельных частях заготовки при одновре­ менном увеличении ее длины. Уменьшение поперечного сечения и вытягивание осуществляется ударами молота. Из протяжного ручья в зависимости от размеров и сложности конфигурации поковки заготовка поступает в заготовительные или штамповоч­ ные ручьи. Подкатный ручей служит для увеличения в заготовке одних поперечных сечений за счет других. Эту операцию произ­ водят путем поворачивания заготовки вокруг ее оси после каж­ дого удара молота. Из подкатного ручья заготовку передают в гибочный или штамповочный ручей. Гибочный ручей исполь­ зуется для изгиба заготовки. Предварительный ручей служит