2. Основное оборудование свободной ковки.

Свободной ковкой изготовляют детали массой от нескольких граммов до 250 тонн и более и размерами от сантиметров до десятков метров. Свободная ковка разделяется на ручную (мелкие ремонтные мастерские) и машинную. Свободная машинная ковка осуществляется на молотах и прессах.

Молотами называются машины ударного действия, в которых энергия привода перед ударом преобразуется в кинетическую энергию линейно движения рабочих масс с закреплённым на нём инструментом, а во время удара – а полезную работу деформирования поковки. Для привода молотов используют пар, сжатый воздух или газ, жидкость под давлением, горючую смесь, взрывчатые вещества, магнитные и гравитационные поля. Существуют молоты с массой падающих частей от 160 кг до 16 тонн.

По конструкции и типам привода молоты можно разделить на:

• паровоздушные(подающийся от котлов пар или сжатый воздух, поступая в рабочий цилиндр разгоняет поршень и связанные с ним части молота до скорости 6-7 км/ч, давление 0,4-0,8 МПа, масса падающих частей до 6 кг)

• пневматические(сжатый воздух связывает рабочий и компрессорный поршни, масса падающих частей от75 до 75 кг, 70-190 ударов в минуту)

• электромеханические(на поршень действует давление газов, возникающее в результате вспышки горючего)

• газовые

• высокоскоростные(давление создаётся с помощью специальных гидравлических устройств, энергоноситель – сжижённый газ, порох и др., метод встречного движения бойков).⁶¹

Для свободной ковки применяют также:

• гидравлические

• парогидравлические.

Гидравлические прессы работают за счёт давления жидкости, подаваемой в рабочий цилиндр, плунжер которого связан с траверсой. При перемещения плунжера под давлением жидкости вниз верхний боёк будет деформировать заготовку. Подъём траверсы вверх осуществляется небольшими возвратными цилиндрами. Рабочая сила в гидравлических прессах 100-150 МН и более.

Парогидравлические прессы отличаются от гидравлических наличием усилителя давления (мультипликатора). Парогидравлические прессы могут развивать силу до 750 МН.⁶²

3. Преимущества и недостатки свободной ковки.

Преимущества:

• получение металла высокого качества и свойств по сравнению с отливками

• возможность получать крупные поковки по массе и габаритам, что другими способами недостижимо или экономически нецелесообразно

• сравнительно небольшие усилия, требуемые для изготовления крупных поковок, так как обработка осуществляется обжатием отдельных небольших участков

• применение универсально оборудования и инструмента, что снижает затраты производства, особенно при мелкосерийном его характере.

Недостатки:

• низкая производительность по сравнению с горячей штамповкой (этот недостаток в последние годы стремятся максимально устранить путём механизации процесса)

• большие напуски на поковках, что требует большого объёма последующей обработки⁶³

Штамповка.

Штамповка – это способ изготовления изделий давлением с помощью специального инструмента (штампа), рабочая полость которого определяет конфигурацию изделия. Штамповка является одним из наиболее прогрессивных способов обработки давлением. Если при ковке бойки деформируют плоские поверхности заготовки, контактирующие с ними, а боковые поверхности деформируются свободно без контакта с бойками, то при штамповке деформирование заготовки в каждом ручье заканчивается контактом металла со всеми поверхностями ручья, включая боковые.

По сравнению со свободной ковкой штамповка имеет следующие преимущества:

• возможность изготовления поковок сложной конфигурации

• получение более законченной формы заготовки

• более точные размеры и более качественная поверхность

• сокращение последующей механической обработки

• меньший расход металла

• повышение производительности 50-60 раз, необходимая квалификация рабочая сила ниже.

Однако штамповка выгодна лишь в массовом и серийном производстве, потому что затраты на изготовление стальных форм (штампов) оправдывается лишь при выпуске значительного количества поковок. Каждый штамп предназначен только для получения определённого вида заготовки. Штампы, применяемые для штамповки, состоят из двух частей: верхней – закрепляемой в ползуне, и нижней – устанавливаемой на столе пресса. Рабочими деталями штампа является пуансон, обычно устанавливаемый в верхней части штампа, и матрица, размещаемая в нижней части штампа.⁶⁴

Штамповка в зависимости от исходной заготовки подразделяется на:

• объёмную

• листовую

Штамповка может выполняться:

• в горячем состоянии

• в холодном состоянии.

При объёмной штамповке используют сортовую и профильную заготовку, при листовой штамповке заготовкой служит металл в виде листа. Методами объёмной штамповке изготавливают заготовки сложной конфигурации (шестерни, коленчатые валы, кронштейны, рычаги и другие детали для машиностроения). Для листовой штамповки характерно получение различных корпусных изделий (деталей обшивки и корпуса легковых и грузовых автомобилей, гнутые корпусные судостроительные детали, коробчатые изделия сложной конфигурации и др.).

Холодная штамповка обеспечивает более высокое качество поверхности и точность, но требует более мощного оборудования и высоких энергозатрат. Одновременно следует учитывать боле низкую пластичность обрабатываемого в холодную металла, что зачастую вызывает необходимость многооперационной обработки. Несмотря на это, штамповка – высоко экономически эффективный метод. Механические свойства штамповок превосходят аналогичные показатели кованых деталей, так как в штамповке легче создать усилия, обеспечивающие равномерность структуры и направленность волокон.⁶⁵