Что такое ковка?

Ковка — это процесс горячей обработки металлов давлением, при котором путем многократного действия инструмента, например, бойков металл пластически деформируется, постепенно приобретая заданные форму, размеры и свойства.

Изделие, получаемое ковкой, называют поковкой.

Существует два вида ковки: свободная и в штампах.

Свободной ковкой называется процесс, при котором формообразование поковок происходит под ударами молота или нажимом пресса. Течение металла в стороны свободное и не ограничено поверхностями инструмента.

Свободная ковка

Применяется в мелкосерийном и индивидуальных производствах, а также является единственным способом изготовления тяжелых поковок (весом 250 тонн и более) – валы гидрогенераторов, турбинные диски и т.д.

Исходным материалом для ковки служат слитки, блюмы и сортовой прокат. Свободная ковка может быть ручная и машинная. Ручная ковка применяется для небольших поковок при мелких ремонтных работах и выполняется с помощью наковальни и кувалды.

Машинная ковка производится на молотах и прессах.

Операции свободной ковки

1) Осадка – уменьшение высоты заготовки за счет увеличения площади поперечного сечения.

Во избежание продольного изгиба отношение высоты осаживаемой заготовки к ее диаметру должно составлять не более 2,5. Вследствие действия сил трения по контактным поверхностям боковая поверхность заготовки приобретает бочкообразную форму.

2) Высадка – осадка на части высоты заготовки. Осуществляется нагревом определенной части заготовки или ограничением деформации кольцевым инструментом.

Осадка применяется:

• для получения поковок с большими поперечными сечениями при относительно малой толщине (зубчатые колеса, диски);
• как предварительная операция перед прошивкой при изготовлении пустотелых поковок (колец, барабанов);
• как предварительная операция для уничтожения литой дендритной структуры слитка и улучшения механических свойств.

Деформация при осадке выражается величиной уковки

; ,

где    F₁– площадь поперечного сечения заготовки после осадки;

F₂ – площадь поперечного сечения заготовки до осадки.

3) Протяжка – увеличение длины заготовки за счет уменьшения ее поперечного сечения. Протяжку производят последовательными ударами или нажатиями на отдельные прилегающие друг к другу участки заготовки с подачей заготовки вдоль оси и поворотами ее на 90^о вокруг этой оси. Протяжку можно выполнять плоскими и фигурными бойками.

Деформация при протяжке выражается величиной уковки

; ,

где    F₁– площадь поперечного сечения заготовки до протяжки;

F₂ – площадь поперечного сечения заготовки после протяжки.

Чем больше уковка, тем лучше прокован металл, тем выше его механические свойства. Поэтому часто протяжку применяют в чередовании с осадкой для большей уковки металла заготовки.

Протяжкой получают поковки с удлиненной осью (валы, оси, тяги и т.п.).

4) Раскатка на оправке – увеличение диаметра кольцевой заготовки 1 при вращении за счет уменьшения ее толщины с помощью бойка 3 и оправки 2. Оправка устанавливается в люнете 4.

5) Протяжка с оправкой – операция увеличения длины пустотелой заготовки за счет уменьшения толщины ее стенок. Протягивают в одном направлении–к расширяющему концу оправки 1, что облегчает ее удаление из поковки.

6) Прошивка – получение сквозного или глухого отверстия в заготовке. Для выполнения этой операции применяют сплошные или пустотелые прошивни. Часть металла, удаляемая в отход вместе с прошивнем, называют выдрой.

7) Разгонка – операция увеличения ширины части заготовки за счет уменьшения ее толщины.

8) Гибка – образование или изменение углов между частями заготовки или придание ей криволинейной формы. Применяется для изготовления крюков, коленчатых валов, скоб и т.д.

9) Закручивание – поворот части заготовки относительно другой на заданный угол. Применяется при изготовлении коленчатых валов, сверл и т.п. При закручивании используют воротки, лебедки, ключи.

10) Рубка – полное отделение части заготовки по незамкнутому контуру. Инструментом служат топоры.

Оборудование для свободной ковки

Машинная ковка производится на ковочных молотах и ковочных гидравлических прессах.

 

Молоты действуют ударом и характеризуются весом падающих частей. Продолжительность деформации при ковке на молотах порядка 10^-3сек, а скорость деформации (6–6,5) м/сек.

Гидравлические прессы развивают статическое усилие и характеризуются усилием в тоннах. Продолжительность деформации доходит до десятков секунд, а скорость деформации составляет 2–3 м/мин.

Для ковки мелких поковок массой до 20 кг используются пневматические ковочные молоты. Для поковок средней массы до 2000 кг – паровоздушные ковочные молоты. На молоте верхний боек крепится к падающей части молота – бабе, а нижний боек – к подушке, закрепленной на шаботе, не связанном со станиной молота. Масса шабота превышает массу падающих частей в 10–15 раз. Масса падающих частей молота составляет 50–1000 кг (для пневматического молота) и 1000–8000 кг для паровоздушного).

Для производства крупных поковок применяют гидравлические прессы. Они развивают усилие до 20000 тонн.

Источник информации.