Презентация на тему ковка металла

Обновлено: 22.09.2024

Волочение — процесс пластической деформации, осуществляемый протягиванием прутка через отверстие в инструменте (волоке).

1. Что называется процессом волочения?

Площадь отверстия в волоке меньше площади поперечного сечения исходной заготовки.

Волочением обрабатывают стали разного химического состава, прецизионные сплавы и цветные металлы и получают изделия малых сечений и большой длины.

Изделия: проволоки, тонкостенные трубы малого диаметра, прутки, профили.
Волочением достигается высокая точность геометрических размеров изделий и повышенное качество поверхности.

Волочение осуществляется чаще всего при комнатной температуре. Волочение с нагревом применяют при обработке труднодеформируемых металлов и сплавов.

Процесс волочения заключается в следующем:
передний конец заготовки (пруток, катанка) заостряют, вводят в коническое отверстие волоки меньшего диаметра, чем заготовка, захватывают клещами и протягивают через волоку.
Схема волочения сплошного профиля

Схема волочения:
1 — волока; 2 — заготовка; 3 — заострённый конец заготовки; 4 — захват

Волочение полых изделий, например труб, проводят
на короткой неподвижной оправке (рис. а),
на длинной движущейся оправке (рис. б),
на плавающей оправке (рис. в)
и без оправки (рис. г)
Какие существуют процессы волочения?

Волочильный инструмент изготовляют из инструментальной стали, твердых сплавов, а для получения проволоки размером меньше 0,5 мм иногда применяют волоки из естественного алмаза.
Основная часть волоки называется волочильным глазком, или матрицей, и представляет собой рабочее отверстие постепенно уменьшающегося сечения, через которое протягивается металл. Волока с одним отверстием называется фильером, с несколькими — волочильной доской.
Для уменьшения трения при волочении применяют обильную смазку, различные предварительные покрытия, например, омеднение, которое снижает коэффициент трения, а следовательно, и усилие волочения, а также предохраняет поверхность от задира волочильным инструментом; для снижения усилия волочения применяют также роликовую матрицу
Роликовая матрица и фасонные профили.

Волочение металлов проводится из заготовок, полученных разными способами. Перед волочением заготовка проходит тщательную подготовку — термическую обработку, удаление окалины и подготовку поверхности дли закрепления и удержания смазки в процессе деформации. Термическая обработка устраняет наклеп, повышает пластические свойства металла, создает требуемую структуру.
Машины, применяемые для волочения металлов и сплавов, называются волочильными станами.
Станы бывают с прямолинейным движением протягиваемого металла (цепные, реечные и др.) и с наматыванием металла на барабан (барабанные), если форма поперечного сечения при смотке не изменяется.

обойма;
волока
Конструкция волоки:
— обойма;
— волока
Конструкция волоки: — обойма; волока
3. Из каких элементов состоит волока?

Волочение — обработка металлов давлением, при которой изделия (заготовки) круглого или фасонного профиля (поперечного сечения) протягиваются через отверстие, сечение которого меньше сечения заготовки.
В результате поперечные размеры изделия уменьшаются, а длина увеличивается. Волочение широко применяется в производстве пруткового металла, проволоки, труб и другого. Производится на волочильных станах, основными частями которых являются волоки и устройство, тянущее через них металл.

Обработка металлов. Ковка

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ»
Кафедра: Компьютерный дизайн
Выполнила:
студентка 4 курса
дневного отделения
факультет ТИ спец. 261001
группа ТИ-4
Зимина Алла
Ковка
Преподаватель:
Дрюкова Анна Эдуардовна
Москва ‒ 2014

Ковка
— это высокотемпературная обработка различных металлов
(железо, медь и её сплавы, титан, алюминий и его сплавы), нагретых до
ковочной температуры.
Для каждого металла существует своя ковочная температура,
зависящая от физических (температура плавления, кристаллизация) и
химических (наличия легирующих элементов) свойств. Для железа
температурный интервал 1250–800 °С, для меди 1000–650 °С, для титана
1600—900 °С, для алюминиевых сплавов 480–400 °С.
Различают:
Холодную ковку;
Горячую ковку;
Штамповку
Рисунок 1 — Горячая ручная ковка

Холодная ковка
Суть холодной ковки заключается в том, что при помощи
дополнительного оборудования из металла вырезаются первоначальные
заготовки. Затем эти заготовки обрабатываются при помощи машины. Именно
машина загибает и придает форму будущего изделия. Соединение кованых
элементов происходит посредством сварки. В процессе холодной сварки металл
не подвергается нагреву. Это значительно снижает время изготовления и
увеличивает его качество.
Рисунок 2 — Основные
элементы холодной ковки
Для изготовления изделий методом холодной ковки требуется сложное
оборудование.
Таковой способ подходит для изготовления экономичных кованых
изделий, не требующих эксклюзивности.

Холодная ковка (инструменты и приспособления)
1.
Улитка —
приспособление для изготовления
многозаходных спиральных завитков.
Рисунок 3 — Кузнечная улитка
четырёхсегментная
2.
Гнутик —
оснастка для сгибания под
фиксированным углом или по
дуге заданного радиуса.
Рисунок 4 — Ручной кузнечный
гнутик

Холодная ковка (инструменты и приспособления)
3. Твистер —
оснастка для закручивания вокруг
продольной оси полосы, квадрата.
4. Фонарик —
оснастка, которая позволяет из
сваренных
вместе
четырех
квадратов
6х6
мм
путем
нескольких манипуляций сделать
т.н. «фонарик».
Рисунок 5 — Кузнечное
оборудование "Твистер"
Рисунок 6 — Элемент «фонарик» и
кузнечный инструмент

Холодная ковка (инструменты и приспособления)
5.
Волна —
оснастка
для
изготовления
периодических решеток, ко-торая
позволяет делать несколько типов
периодических
узоров
типа
«волна», «боярские» и т.п.
Рисунок 7 — Элемент «волна» и
кузнечный инструмент
6.
Объемник —
оснастка
для
изготовления
«объемных»
узоров,
которая
позволяет гнуть квадрат до 14х14
мм с помощью фиксированной дуги
диаметром 540 мм и затем загибать
его под прямым углом.
Рисунок 8 — Кузнечный объёмник

Холодная ковка (инструменты и приспособления)
7. Шаблон —
оснастка шаблон для сгибания по кругу диаметром 140 мм полосы, квадрата
10х10, 12х12, 14х14 мм.
Рисунок 9 — Кузнечный
шаблон для сгибания по
кругу
8. Упрощенный гнутик —
упрощенное приспособление для сгибания квадрата до 14х14 мм под
фиксированным углом.
Рисунок 10 — Кузнечный
упрощённый гнутик

Горячая ковка
Горячая ковка создаётся методом нагревания металла. С помощью
дополнительных инструментов и мастерства кузнеца, металл приобретает
необходимую форму. После придания формы, почти готовое изделие
художественной ковки необходимо охладить, поместив его в бочку с холодной
водой. Горячая ковка - это достаточно трудоемкий процесс, требующий большого
мастерства и терпения.
Способом горячей ковки можно получать совершенно любые кованые
изделия. Горячая ковка позволяет изготавливать изделия по эскизам,
экспериментируя с формой.
Рисунок 11 — Изделия,
изготовленные с
применением техники
горячей ковки
Недостатком горячей ковки является более высокая цена, и невозможность
изготавливать изделия многочисленного потребления.

Горячая ковка (инструменты и приспособления)
2. Гладилки с широким бойком
служат для выравнивания плоских
поверхностей.
3. Обжимки придают заготовкам
круглую, квадратную или иную
форму поперечного сечения.
4.
Зубилами разрубают металл.
5. Пробойниками
поковках отверстия.
Рисунок 17 — Инструменты для ручной
ковки
а — гладилка, б — обжимки, в — зубила, г
— пробойник, д — наковальня, е — клещи
прошивают в
6. Клещами
удерживают
повертывают нагретые заготовки.
и

Общая классификация оборудования
Ковка
Молоты
приводные-пневматические
паровоздушные
Прессы и машины
Нагревательное
оборудование
гидравлические прессы
кузнечный горн
механические
кривошипные прессы
обрезные кривошипные
прессы
прессы для испытания штампов
винтовые фрикционные прессы
кривошипные горячештамповочные прессы
вертикально-ковочные машины
горизонтально-гибочные машины
автоматические линии и комплексы

Горячая ковка (оборудование)
Машинную ковку производят на ковочных молотах и ковочных гидравлических прессах.
1. Молоты —
машины динамического ударного действия.
Металл деформируется за счет энергии,
накопленной
подвижными
(падающими)
частями молота к моменту их соударения с
заготовкой. Часть энергии теряется на упругие
деформации инструмента и колебания шабота
— детали молота, на которую устанавливают
нижний боек.
Чем больше масса шабота, тем больше к.
п. д. Практически масса шабота бывает в 15
раз больше массы падающих частей, что
обеспечивает к. п. д. удара.
Рисунок 12 — Молот для
ковки

Горячая ковка (оборудование)
Основными типами молотов для ковки являются: приводные-пневматические
паровоздушные
1.1. Пневматический молот
Пневматические молоты применяют для ковки мелких поковок (примерно
до 20 кг) и изготовляют с массой падающих частей 50—1000 кг.
Рисунок 13 — Пневматический молот:
1 — баба,
2 — верхний боек,
3 — нижний боек,
4 — шабот

Горячая ковка (оборудование)
1.2. Паровоздушный молот
Такие молоты приводятся в действие паром или сжатым воздухом давлением
0,7 — 0,9 МН/м2. В зависимости от конструкции станины паровоздушные
ковочные молоты бывают:
арочные,
мостовые,
одностоечные.
Рисунок 14 — Паровоздушный молот:
1 — рабочий цилиндр,
2 — станина,
3 — боек,
4 — шабот,
5 — рычаг управления
Ковочные паровоздушные молоты строят с массой падающих частей 1000 —
8000 кг. На этих молотах изготовляют поковки средней массы (20 — 350 кг)
преимущественно из прокатанных заготовок.

Горячая ковка (оборудование)
2. Гидравлические прессы—
В гидравлическом прессе усилие создается
с помощью жидкости (водной эмульсии или
минерального масла) высокого давления (20 —
30 МН/м2), подаваемой в рабочий цилиндр.
Жидкость давит на плунжер, который передает
усилие
перемещающейся
по
колоннам
подвижной поперечине.
Рисунок 15 — Гидравлический пресс модели П-457
1 – цилиндр рабочий; 2 – плунжер; 3 – цилиндр
возвратный; 4 – плунжер;
5 – колонна; 6 – гайка колонны; 7 – поперечина верхняя;
8 – поперечина подвижная;
9 – поперечина нижняя; 10 – гидроцилиндр
выталкивателя; 11 – ограничитель хода

Горячая ковка (оборудование)
3. Кузнечный горн —
это открытая или закрытая печь, используемая в кузнечном деле для нагревания
металла.
Стационарный горн состоит из кирпичной
кладки (6), выполненной в виде стола с горновым
гнездом (4) для разведения огня. Воздух к
горновому гнезду подается от вентилятора через
сопло. Над очагом горна установлен зонт (3),
соединенный с дымоходом (2). В столе горна
имеется углубление (5) для установки бака с
водой, в котором охлаждают инструмент и
используют для закалки мелких поковок. В арке
(7) горна можно хранить не находящийся в
постоянном пользовании различный инструмент.
Рисунок 16 — Стационарный
кузнечный горн

Штамповка
Штамповка — процесс пластической деформации материала с изменением
формы и размеров тела. Существуют два основных вида штамповки:
листовая,
объёмная.
Рисунок 18 —
Штамповочные прессы
Листовая штамповка подразумевает в исходном виде тело, одно из
измерений которого пренебрежимо мало по сравнению с двумя другими (лист
до 6 мм). В противном случае штамповка называется объёмной.
Для процесса штамповки используются прессы — устройства,
позволяющие деформировать материалы с помощью механического
воздействия.

Холодная листовая штамповка
(оборудование)
Сущность способа заключается в процессе, где в качестве заготовки
используют полученные прокаткой лист, полосу или ленту, свёрнутую в рулон.
1. Механические кривошипные прессы —
прессы, у которых в качестве
исполнительного
механизма,
преобразующего
вращательное
движение привода в возвратнопоступательное движение ползуна, используется кривошипный
вал,
имеющий
с
ползуном
жесткую кинематическую связь.
Рисунок 19 —
Открытый
кривошипный пресс
простого действия с
усилием 2,5 Мн
(250 тс)
Рисунок 20 —
Закрытый
кривошипный пресс
простого действия с
усилием 6,3 Мн
(630 тс)

Холодная листовая штамповка
(оборудование)
2. Обрезные кривошипные прессы —
Обрезные кривошипные прессы предназначены для обрезки заусенца,
прошивки отверстий и правки штампованных поковок в простых,
последовательных и совмещениях штампах.
Размеры и расположение
мест крепления штампов в
подштамповых плитах и ползунах
прессов должны соответствовать
ГОСТ 9226-59.
Рисунок 21 — Схема
обрезного
кривошипного пресса

Холодная листовая штамповка
(оборудование)
3. Прессы для испытания штампов
применяется
для
отладки
и
испытания любого типа штампов, а
также для изготовления из листового
проката крупногаба-ритных деталей
с применением различных операций
холодной штамповки, в том числе
глубокой вытяжки.
Рисунок 22 — Модель КБ4040
усилием 1000 тс

Холодная листовая штамповка
(оборудование)
5. Вертикально-ковочные машины
предназначены для изготовления мелких поковок
последовательной вытяжкой в фасонных бойках-штампах.
Рисунок 23 —
Рисунок и
фотография
вертикальноковочной машины
простой
формы

Холодная листовая штамповка
(оборудование)
6. Автоматические линии и комплексы
Предназначены для производства
деталей из полосы, рулона или штучных
заготовок.
Рисунок 24 — Автоматическая линия
Л1374.1.200
Проектируется и изготавливается
под конкретные требования заказчика.
Оснащается грейферными перекладчиками, межпрессовыми манипуляторами, промышленными роботами.
Рисунок 25 — Детали, штампуемые
на линии

Горячая объёмная штамповка
(оборудование)
Горячая объёмная штамповка — это вид обработки металлов давлением, при
которой формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с
помощью специального инструмента — штампа.
1. Горизонтально-гибочные машины
представляют собой кривошипный
горизонтальный
пресс,
ползун
которого
совершает
возвратнопоступательное
движение
в
горизонтальном направлении.
Рисунок 26 — Рисунки
горизонтально-гибочной машины

Горячая объёмная штамповка
(оборудование)
2. Винтовые фрикционные прессы
Винтовые фрикционные прессы сочетают
ударное и статическое действие и относятся к
машинам промежуточного вида между молотами и
прессами. К особым преимуществам этих прессов
следует отнести простоту конструкции, наличие
выталкивателя и возможность точного дозирования
энергии удара регулировкой хода ползуна.
Традиционная
область
применения
фрикционных прессов - горячая штамповка:
высадка крепежных деталей,
облойная и безоблойная штамповка,
чеканка,
калибровка.
Рисунок 27 — Винтовой
фрикционный пресс

Горячая объёмная штамповка
(оборудование)
3. Кривошипный горячештамповочный пресс
позволяет производить штамповку в открытых штампах, выдавливанием,
прошивкой, имеет выталкиватели, с помощью которых поковка автоматически
извлекается из штампов.
Недостатки:
Рисунок 28 —
Кривошипный
горячештамповочный пресс
Заготовка должна поступать на
пресс очищенной от окалины, а
подкатку и протяжку на прессе
выполнять трудно и неэффективно:
эти
операции
приходится
осуществлять на другой кузнечной
машине, например молоте, ковочных
вальцах.

Ковка. Кузнечные операции

Ковка является одним из способов ОМД.
Процесс ковки обычно состоит из ряда
чередующихся операций, при которых
формоизменение исходной заготовки
происходит в результате свободного
течения металла в стороны,
перпендикулярные движению
деформирующего инструмента (по этой
причине ковку часто называют
свободной ковкой).

Ковкой получают заготовки, называемые
поковками,
для последующей механической обработки
при единичном и мелкосерийном
производстве.

Большое разнообразие поковок единичного и
мелкосерийного производства обуславливает
применение универсального инструмента,
определенный набор которого обеспечивает
изготовление поковок всевозможной формы и
размеров.
В качестве универсальных машин-орудий
для ковки применяют:
•ковочные приводные пневматические
молоты,
•ковочные паровоздушные молоты,
•ковочные гидравлические прессы.

На прессах куют преимущественно
крупные слитки,
а на молотах мелкие слитки и катаные
профили (болванки и прутки),
кованные поковки отличаются высоким
качеством металла, но имеют только
приближенную к деталям форму.

При относительно низком коэффициенте использования
металла и невысокой по сравнению со штамповкой
производительностью труда свободная ковка имеет
следующие
достоинства:
1) Высокое качество металла поковок по сравнению с
отливками.
2) Возможность получать крупные поковки,
изготовление которых другими способами
невозможно или не целесообразно.
3) Для изготовления поковок используются прессы и
молоты сравнительно небольшой мощности, т. к.
поковки куются по частям.
4) Использование универсального оборудования и
инструмента позволяет получать поковки с
минимальными затратами, что в единичном и
мелкосерийном производстве является
экономически выгодным.

Ковка имеет также недостатки:
1) Низкая производительность по сравнению со
штамповкой.
2) Большие напуски и припуски на поковках
приводят к большому расходу металла и
высокой трудоемкости последующей
механической обработки.

КУЗНЕЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ
Процесс ковки состоит из нескольких этапов:
•нагрева металла, совершения кузнечных операций (как
правило, на одном прессе или молоте),
•первичной термической обработкой поковок.
Поковки простой формы после одного нагрева заготовок
(за один вынос из печи) подвергаются небольшому числу
кузнечных операций.
Поковки сложной формы изготовляются при нескольких
выносах металла из печи (т. е. полуфабрикат поковки
поступает в печь на подогрев один или более раз, в
зависимости от сложности поковки).

Технологический процесс ковки подразделяется на:
•основные,
•вспомогательные,
•отделочные операции.
К основным кузнечным операциям относятся:
•осадка,
•протяжка,
• прошивка,
•отрубка,
•гибка,
•закручивание.
С помощью основных операций производится главное
формоизменение при ковке, в то время как
вспомогательные и отделочные операции выполняют
функции подготовки и доделки перед или после основных
операций.

Осадка
Осадка – это кузнечная операция, заключающаяся в
увеличении площади поперечного сечения заготовки за
счет уменьшения ее высоты. При осадке заготовку
устанавливают вертикально (на торец), а инструмент
движется вдоль ее оси.

Правила осадки
1. Высота исходной заготовки должна быть не
более 2,5 ее диаметра (H/L <2,5), в противном случае
возможен продольный изгиб.
2. Заготовка перед осадкой должна быть
равномерно прогрета. Для снижения усилия
деформации нагрев производят до максимально
допустимой температуры, т. к. осадка является
самой тяжелой операцией.
3. Торцы заготовки должны быть ровными и
перпендикулярными к оси. Заготовку перед осадкой
желательно подкатать до цилиндрической формы.

Протяжка
Протяжка – это кузнечная операция, заключающаяся в
удлинении заготовки (или ее части) за счет уменьшения
площади поперечного сечения и являющаяся основной
формообразующей операцией при ковке гладких,
ступенчатых и коленчатых валов
Протягивать можно плоскими (а) и вырезными (б) бойками

За каждое нажатие пресса или удар молота
происходит уменьшение высоты заготовки на
величину
∆Н = Н0 – Н1
называемую обжатием
Отношение обжатия к первоначальной высоте
заготовки называют относительным обжатием ε,
ε = ∆Н/Н1
Отношение приращения длины заготовки (∆L) к ее
длине до протягивания (L0) называют
относительным удлинением

Отношение приращения ширины заготовки (∆B) к ее
первоначальной ширине (В0)
– относительным уширением.
Отношение площади F0 поперечного сечения
исходной заготовки к площади F1 поперечного
сечения протянутой заготовки называют уковом.
Продолжительность протяжки составляет 60 – 70 %
всего времени ковки.

Основные правила протяжки:
1. Во избежание продольного изгиба отношение
высоты заготовки к ширине
H n 1
не должно превышать 2 - 2,5
Bn 1
2. Относительная подача должна быть в пределах
Ln 1
0,5
1
H n 1
Ln 1
H n 1
- величина подачи
- величина сечения в направлении приложения усилия

3. Границы подач следует смещать после каждого
прохода. Более благоприятной является протяжка с
последовательным обжатием по всей длине перед
кантовкой.
4. Обжатия следует осуществлять максимально
возможные, допускаемые пластичностью металла при
данной схеме напряжённого состояния.
5. Первоначальная протяжка слитков должна
производиться с малыми обжатиями, чтобы избежать
вскрытия подкорковых пузырей.

Одной из основных характеристик операции протяжки
является общая степень укова (степень вытяжки) у,
определяемая по формуле
Lk F0
y
L0 F1
Уков на каждом проходе
Fn 1
y
Fn
За несколько проходов уков равен произведению
уковов за каждый проход
y y1 y2 y3 . yk

Разновидности операций протяжки:
1. Протяжка с оправкой применяется при ковке
относительно длинных поковок типа цилиндров и труб.
2. Раскатка на оправке применяется при ковке коротких
полых поковок типа колец.
3. Для получения большой поверхности поковки при
небольшой её высоте используют разгонку. При
разгонке (расплющивании, уширении) заготовка
раздается в ширину при малом удлинении.

Прошивка
Прошивка является основной кузнечной операцией, при
которой в заготовке получают отверстие или углубление.
Она осуществляется с помощью специального
инструмента − прошивня (пуансона, дорна).
Диаметр отверстий, получаемых этим способом, не
превышает 500 мм (при ковке слитков).
Схемы прошивки (а,б), гибки (в), штамповки в подкладных штампах (г)

При прошивке и пробивке отверстий возможны
следующие дефекты поковок:
– сильно затянутые края отверстий (дефект возникает,
когда прошивень сразу, без предварительной подготовки,
вгоняют в заготовку, имеющую значительную толщину);
– смещение осей отверстий, полученных прошивкой и
пробивкой после кантовки заготовки на 180° (во
избежание этого дефекта следует тщательно
устанавливать прошивни, используя разметку или
приспособления);
– рванины и трещины по краям пробиваемого
отверстия (возникают при недостаточном нагреве
заготовки или слишком охлажденном металле);
– отклонение от перпендикулярности оси отверстия к
торцам заготовки (возникает при неравномерном
нагреве слитков или отклонении от взаимной
параллельности торцов заготовки перед прошивкой).

Отрубка
Отрубка − это кузнечная операция, в результате которой
происходит полное отделение части заготовки путем
внедрения в нее деформирующего инструмента (топора,
зубила). Отрубку применяют для разделения прутков и
болванок на мерные заготовки, удаления концевых
излишков на поковках.
а-отрубка при помощи зубила;
б-отрубка при помощи зубила
и подсечки;
в-разрубка отщепов в тисках;
г-продольная разрубка;
д-вырубка (просечка)

Основными дефектами на
отрубленных заготовках являются:
заусенцы,
трещины в месте разрубки.
Заусенцы на торце особенно опасны, если заготовка в
дальнейшем деформируется осадкой в торец (в этом
случае заусенец вдавливается в тело поковки, что может
привести к браку детали).
Трещины в зоне отрубки образуются при пониженной
пластичности металла (заготовка недостаточно
нагрета в печи или в процессе ковки охладилась ниже
допустимой температуры).

Дефектами поковок, получаемых гибкой, являются:
• разрывы металла,
•утяжина,
•несоответствие фактических размеров поковки
указанным в чертеже.
Разрывы металла могут образовываться на выпуклой
стороне изгибаемой заготовки, где имеют место
значительные растягивающие напряжения.
Значительная утяжина металла с внешней стороны
изгибаемой заготовки уменьшает часть ее сечения и
может принести к браку изделия.
Нарушение размеров поковки часто происходит из-за
неправильного расчета длины исходной заготовки.

Свободная ковка

*
Ковка – это способ обработки металла с целью его
изменить. Это не сварка, хотя металл обрабатывается
в основном с помощью высокой температуры.
Ковка – это нагревание металла до его ковочной
температуры, чтобы он стал пластичным для
придания заготовкам новых форм. У каждого металла
свои характеристики, которые включают в себя
уровень ковочной температуры.
Алюминий и его сплавы поддаются ковке при
температуре 400°С, медь – при 1000°С, а для ковки
железа придется подогреть его до 1250°С.

*
Виды ковки следующие:
* С помощью молотов пневматического, гидравлического,
парового типа;
* Ручная, при которой воздействие на металл прямое,
молотом или кувалдой.
* Штамповка, в которой деталь во время воздействия на
него принимает форму штампа.
Свободная ковка – удел единичного или мелкосерийного
кузнечного производства.

*
Ковка - вид горячей обработки металла давлением, при котором
металл деформируется с помощью универсального инструмента под
воздействием периодических ударов или статического давления.
Нагретую заготовку укладывают на нижний боек и верхним бойком
последовательно деформируют на отдельных участках. При этом
металл свободно течет в стороны, не ограниченные рабочими
поверхностями инструмента.
Исходными заготовками для ковки крупных поковок являются слитки.
Поковки средней и малой масс изготавливают обычно из сортового
проката круглого, квадратного или прямоугольного сечений,
разрезанного на заготовки требуемой длины.
Ковку подразделяют на ручную и машинную. Ручной ковкой с помощью
кувалды и наковальни получают мелкие поковки при ремонтных
работах. Такая ковка малопроизводительна и требует тяжелого
ручного труда. Более распространена машинная ковка на молотах и
прессах.

*
Объемная штамповка вид обработки металлов давлением,
при котором
заготовка деформируется в полости специального инструмента - штампа.
В качестве заготовок для объемной штамповки обычно применяют прокат
круглого, квадратного или прямоугольного сечения, разрезанный на части
требуемой длины. Прокат разрезают на мерные заготовки различными
способами: на кривошипных прессножницах, механических пилах или газовой
резкой.
По сравнению с ковкой штамповка имеет ряд преимуществ.
Заготовки, полученные штамповкой, по своим размерам и форме ближе к готовым
деталям, чем кованые.
Штамповкой можно получать поковки без напусков, допуски в 3…4 раза меньше,
чем на кованые. Вследствие этого значительно сокращается объем последующей
механической обработки.
Штамповкой можно изготавливать поковки более сложной формы, чем ковкой.
Штампы - дорогостоящий инструмент и пригоден только для изготовления
поковок одного типоразмера.
В связи с этим штамповка экономически
целесообразна лишь при изготовлении достаточно больших партий одинаковых
поковок.

*
Холодная штамповка из листа - способ обработки
металла давлением, при котором металлический
лист деформируется в штампе.
В зависимости от толщины листа-заготовки
штамповку можно условно разделить на
тонколистовую (толщина листа до 4 мм) и
толстолистовую. Листовой металл толщиной свыше
15 мм, как правило, штампуют в горячем состоянии.
Основные операции листовой штамповки
подразделяют на разделительные (отрезка, вырубка,
пробивка) и формоизменяющие (гибка, вытяжка,
формовка, отбортовка).

Презентация на тему Ковка металлов

Процесс ковки обычно состоит из ряда чередующихся операций, при которых формоизменение исходной заготовки происходит в результате свободного течения металла в стороны, перпендикулярные движению деформирующего инструмента (по этой причине ковку часто называют свободной ковкой).

Ковкой получают заготовки, называемые поковками,
для последующей механической обработки при единичном и мелкосерийном производстве.

В качестве универсальных машин-орудий для ковки применяют:
ковочные приводные пневматические молоты,
ковочные паровоздушные молоты,
ковочные гидравлические прессы.

ковочные приводные пневматические молоты

ковочные паровоздушные молоты

ковочные гидравлические прессы

На прессах куют преимущественно крупные слитки,
а на молотах мелкие слитки и катаные профили (болванки и прутки),
кованные поковки отличаются высоким качеством металла, но имеют только приближенную к деталям форму.

При относительно низком коэффициенте использования металла и невысокой по сравнению со штамповкой производительностью труда свободная ковка имеет следующие
достоинства:
Высокое качество металла поковок по сравнению с отливками.
2) Возможность получать крупные поковки, изготовление которых другими способами невозможно или не целесообразно.
3) Для изготовления поковок используются прессы и молоты сравнительно небольшой мощности, т. к. поковки куются по частям.
4) Использование универсального оборудования и инструмента позволяет получать поковки с минимальными затратами, что в единичном и мелкосерийном производстве является экономически выгодным.

Ковка имеет также недостатки:

Низкая производительность по сравнению со штамповкой.

2) Большие напуски и припуски на поковках приводят к большому расходу металла и высокой трудоемкости последующей механической обработки.

Процесс ковки состоит из нескольких этапов:
нагрева металла, совершения кузнечных операций (как правило, на одном прессе или молоте),
первичной термической обработкой поковок.

Поковки простой формы после одного нагрева заготовок (за один вынос из печи) подвергаются небольшому числу кузнечных операций.

Поковки сложной формы изготовляются при нескольких выносах металла из печи (т. е. полуфабрикат поковки поступает в печь на подогрев один или более раз, в зависимости от сложности поковки).

Технологический процесс ковки подразделяется на:
основные,
вспомогательные,
отделочные операции.

К основным кузнечным операциям относятся:
осадка,
протяжка,
прошивка,
отрубка,
гибка,
закручивание.
С помощью основных операций производится главное формоизменение при ковке, в то время как вспомогательные и отделочные операции выполняют функции подготовки и доделки перед или после основных операций.

Осадка – это кузнечная операция, заключающаяся в увеличении площади поперечного сечения заготовки за счет уменьшения ее высоты. При осадке заготовку устанавливают вертикально (на торец), а инструмент движется вдоль ее оси.

1. Высота исходной заготовки должна быть не более 2,5 ее диаметра (H/L<2,5), в противном случае возможен продольный изгиб.

2. Заготовка перед осадкой должна быть равномерно прогрета. Для снижения усилия деформации нагрев производят до максимально допустимой температуры, т. к. осадка является самой тяжелой операцией.

3. Торцы заготовки должны быть ровными и перпендикулярными к оси. Заготовку перед осадкой желательно подкатать до цилиндрической формы.

Степень деформации при осадке определяется выражением

Величину деформации оценивают также отношением высоты заготовки к

Выбор молота и пресса

При осадке требуются усилия, являющиеся, как правило, максимальными во всем технологическом процессе ковки.
Выбор молота для осадки производят по необходимой работе деформации за последний удар по формуле:
G – вес падающих частей молота в кг;
εk – степень деформации за последний удар,
принимается εk = 0,025 – для крупных поковок, εk = 0,060 – для мелких поковок;
V − объём заготовки в см3;
σs – напряжение текучести металла при температуре осадки в МПа.

Средний диаметр поковки после осадки определяют по формуле:
Для слитков массой 0,5 тонн ψ = 0,8;
при массе слитка 100 тонн – принимают равным 0,5.
Усилие пресса определяется по формуле
- масштабный коэффициент

Протяжка – это кузнечная операция, заключающаяся в удлинении заготовки (или ее части) за счет уменьшения площади поперечного сечения и являющаяся основной формообразующей операцией при ковке гладких, ступенчатых и коленчатых валов
Протягивать можно плоскими (а) и вырезными (б) бойками

За каждое нажатие пресса или удар молота происходит уменьшение высоты заготовки на величину
∆Н = Н0 – Н1
называемую обжатием
Отношение обжатия к первоначальной высоте заготовки называют относительным обжатием ε,
ε = ∆Н/Н1
Отношение приращения длины заготовки (∆L) к ее длине до протягивания (L0) называют
относительным удлинением

Отношение приращения ширины заготовки (∆B) к ее первоначальной ширине (В0)
– относительным уширением.

Отношение площади F0 поперечного сечения исходной заготовки к площади F1 поперечного сечения протянутой заготовки называют уковом.

Продолжительность протяжки составляет 60 – 70 % всего времени ковки.

Основные правила протяжки:

1. Во избежание продольного изгиба отношение высоты заготовки к ширине
2. Относительная подача должна быть в пределах
- величина подачи
- величина сечения в направлении приложения усилия

3. Границы подач следует смещать после каждого прохода. Более благоприятной является протяжка с последовательным обжатием по всей длине перед кантовкой.

4. Обжатия следует осуществлять максимально возможные, допускаемые пластичностью металла при данной схеме напряжённого состояния.

5. Первоначальная протяжка слитков должна производиться с малыми обжатиями, чтобы избежать вскрытия подкорковых пузырей.

Уков на каждом проходе
Одной из основных характеристик операции протяжки является общая степень укова (степень вытяжки) у, определяемая по формуле
За несколько проходов уков равен произведению уковов за каждый проход

При равенстве значений укова на каждом проходе количество проходов
Зная уков на каждом проходе и исходные размеры заготовки для данного перехода, можно определить все размеры заготовки после данного перехода:

Разновидности операций протяжки:

Протяжка с оправкой применяется при ковке относительно длинных поковок типа цилиндров и труб.

2. Раскатка на оправке применяется при ковке коротких полых поковок типа колец.

3. Для получения большой поверхности поковки при небольшой её высоте используют разгонку. При разгонке (расплющивании, уширении) заготовка раздается в ширину при малом удлинении.

Прошивка является основной кузнечной операцией, при которой в заготовке получают отверстие или углубление.
Она осуществляется с помощью специального инструмента − прошивня (пуансона, дорна).

Диаметр отверстий, получаемых этим способом, не превышает 500 мм (при ковке слитков).
Схемы прошивки (а,б), гибки (в), штамповки в подкладных штампах (г)

При прошивке и пробивке отверстий возможны следующие дефекты поковок:
– сильно затянутые края отверстий (дефект возникает, когда прошивень сразу, без предварительной подготовки, вгоняют в заготовку, имеющую значительную толщину);
– смещение осей отверстий, полученных прошивкой и пробивкой после кантовки заготовки на 180° (во избежание этого дефекта следует тщательно устанавливать прошивни, используя разметку или приспособления);
– рванины и трещины по краям пробиваемого отверстия (возникают при недостаточном нагреве заготовки или слишком охлажденном металле);
– отклонение от перпендикулярности оси отверстия к торцам заготовки (возникает при неравномерном нагреве слитков или отклонении от взаимной параллельности торцов заготовки перед прошивкой).

Отрубка − это кузнечная операция, в результате которой происходит полное отделение части заготовки путем внедрения в нее деформирующего инструмента (топора, зубила). Отрубку применяют для разделения прутков и болванок на мерные заготовки, удаления концевых излишков на поковках.
а-отрубка при помощи зубила;
б-отрубка при помощи зубила и подсечки;
в-разрубка отщепов в тисках;
г-продольная разрубка;
д-вырубка (просечка)

Основными дефектами на отрубленных заготовках являются:
заусенцы,
трещины в месте разрубки.

Заусенцы на торце особенно опасны, если заготовка в дальнейшем деформируется осадкой в торец (в этом случае заусенец вдавливается в тело поковки, что может привести к браку детали).

Трещины в зоне отрубки образуются при пониженной пластичности металла (заготовка недостаточно нагрета в печи или в процессе ковки охладилась ниже допустимой температуры).

Гибка – операция, при которой исходной заготовке придается изогнутая форма по заданному контуру.

Дефектами поковок, получаемых гибкой, являются:
разрывы металла,
утяжина,
несоответствие фактических размеров поковки указанным в чертеже.

Разрывы металла могут образовываться на выпуклой стороне изгибаемой заготовки, где имеют место значительные растягивающие напряжения.

Значительная утяжина металла с внешней стороны изгибаемой заготовки уменьшает часть ее сечения и может принести к браку изделия.

Нарушение размеров поковки часто происходит из-за неправильного расчета длины исходной заготовки.

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 3 000 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Читайте также: