Слід зазначити, що не всі прокатні метали мають у всіх напрямках однакові щільність і міцність. Це пояснюється наявністю, шлакових включень, розташованих нитками вздовж напрямку прокатки і знижують механічні характеристики. Особливо це часто спостерігається в листовий і сортовий низьковуглецевої сталі багатьох профілів і розмірів. Крім цього прокат має невеликі розміри. Тому в багатьох випадках виявляється вигідним робити деталі з поковок.
Вибір того чи іншого виду заготовки диктується розмірами деталі і серійністю. Так заготовки великогабаритних деталей в одиничному виробництві отримують вільним куванням, а заготовки дрібних деталей в серійному і масовому виробництвах - штампуванням.
Механічні властивості матеріалу заготовки, отриманої обробкою тиском, в порівнянні з властивостями качаних заготовок
Механічні властивості матеріалу заготовки
Рентабельна партія, число деталей
Кування на плоских бойків
Відхилення міцності ± 10%; пластичність нижче в межах 5%
Гаряче штампування:
в підкладних штампах
на штамповочном молоті
на механічному пресі
Міцність нижче в межах 10%;
пластичність однакова
на горизонтально-кувальної машині
Відхилення міцності на ± 10%; пластичність нижче в межах 5%
з площинною калібруванням, холодної чи гарячої
Примітка. Зміна механічних властивостей поперек волокон в порівнянні з тими ж властивостями вздовж волокон; межа міцності зменшується на 10%; подовження, звуження і ударна в'язкість зменшуються на 33%; опір втоми збільшується на 15-20%.
Характеристика та технологія виготовлення поковок методом кування
Приклади виконаних поковок
Технологія виготовлення поковок
Деталі круглого (L> 1.2D) і прямокутного (L> 1,2В або h> 0,1) перетинів; гладкі
Колони, вали, штоки, тяги, штанги, бруси, пластини
Деталі круглого (D> d в L> 1,2 [d + D]) і, прямокутного перетинів з уступами, буртами і потовщеннями
Вали, шпинделі, великі шатуни
Витяжка, надрезка, обтиск і пережим
Для виливків з жароміцних сплавів застосовують пресування
Вали круглого (D> d) перетину з шийками
Прокатні і шестерні валки, ротора генераторів і турбін
Для поковок діаметром понад 800 мм застосовують міжопераційний отжиг
Диски плоскі з маточинами і ободами
Турбінні диски, великі гайки
Витяжка, осаду, разгонка поля, обкатка
При відповідній програмі прогресивним методом є штампування з наступною розкочуванням на універсальних пристроях або на колесопрокатному стані. Коли зусилля преса недостатньо, раціональної є секційна штампування. Кування дисків або покришок в підкладних штампах дає економію металу на 35-50%
Циліндри порожнисті, з дном, буртами
Циліндри, барабани, з'єднувальні муфти, труби
Осадка, прошивка, розкочування на оправці
Оправлення для великих поковок виконують з внутрішнім водяним охолодженням. Кування з полого злитка виключає осадку і прошивку, що дозволяє використовувати преси в 2 рази меншої потужності
Кільця вузькі, широкі, з уступами
Прошивка, розкочування на оправці
Кування кілець діаметром до 1000-1500мм без подальшої розкочування на машинах допустима в окремих випадках. Розкочування кільцевих поковок можна виконати відкритим або напіввідкритим способами. Перший спосіб більш простий при наладці та обслуговуванні, універсальний, дозволяє отримувати поковки із зовнішньої й внутрішньої профилированной поверхнями; другий спосіб додатково дозволяє отримати більш високу точність по висоті Раскатка на машинах може бути застосована в дрібносерійне виробництво; найбільш ефективна вона при розкочування партії з 1000 кілець і більш
Штампові кубики, баби дрібних і середніх молотів, бойки, корпусу водораспределітель і клапанних коро-пліч гідроприводів
Осадка, двостороння кування
Кування великих кубиків із застосуванням поворотних плит
Кривошипні і колінчаті вали
Витяжка з набором, висадка колін, скручування
Великі колінчаті вали доцільно виконувати гарячої секційної штампуванням, що вимагає зусиль преса в 5-6 разів менше, ніж звичайна штамповка
Примітки:
1. L - довжина поковки; В і Ь - ширина поковки; h- висота поковки; D і d - найбільший і найменший діаметр поковки. 2. Початкова заготовка - злиток раціональної форми (з укороченою прибутковою частиною) або великогабаритний сортовий прокат. 3. Обладнання, що застосовується - кувальні молоти (суміш пару, пневматичні, пружинно-ресорні) і гідравлічні ковальські преси.
Поковки, виготовлені гарячим штампуванням, технологія та обладнання,
Приклади виконаних поковок
Технологія та обладнання,
Диски плоскі круглі, невисокі кільця з невеликими буртами або виїмками
Проміжні втулки, кільця, кільця підшипників
Штампування на горизонтально-кувальної машині з подальшою гарячою розкочуванням
Можливе виготовлення кілець гарячої розкочуванням з заготовок, отриманих відцентровим литтям
Втулка з фланцями або буртами
Фланці, кришки, втулки з буртами
Мірна заготовка з прокату
Штампування в закритих штампах на молотах, механічних кривошипно-кувальних або фрикційних пресах
Можна також отримувати на пресах методом безоблойной штампування або на горизонтально-кувальних машинах, якщо заготовка має наскрізний отвір (труба)
Барабани і фланці
Кришки, втулки, перехідники, муфти, барабани, фланці
Штампування на молотах і механічних пресах
Значна економія металу при виготовленні деяких деталей за рахунок застосування суміщеної штампування і використання внутрішніх відходів (видри)
Корпуси підшипників та наполегливі кришки
Порожні кришки, наполегливі подпятники, корпуси підшипників
Штампування на молотах і механічних пресах в 1, 2 і 3-х струмкових штампах в залежності від складності конфігурації деталі
Для деталей середньої та складної конфігурації і великосерійному виробництві доцільно розчленовування, процесу штампування
Деталі циліндричні з потовщенням на кінці або в середній частині
Валики, клапани, ручки, штовхачі, лопатки турбінні й компресорні, черв'як рульового управління
Штампування за методом видавлювання на ГКР, гідравлічних пресах або механічних з вбудованим нагріванням заготовок або висадка на електровисадочной установці
Деталі типу валів з головкою на одному кінці отримують також звичайної об'ємним штампуванням. При виготовленні лопаток ефективне застосування вібраційного штампування. Процес штампування методом закінчення має такі переваги: високі продуктивність і коефіцієнт використання металу; можливість застосовувати вихідну заготовку з прокату будь точності: висока точність поковок і малі припуски на обробку: легко автоматизується процес штампування
Деталі, що мають плоску нерівну форму, виступи, потовщення, вушка
Петлі дверцят і відкидних частин пристосувань, що направляють кулачки
Штампування на молотах і механічних пресах
Деталі фасонні, складної конфігурації, що мають виступи або потовщення
Поворотні кулаки, корпусу, клапан, ведуча шестерня
Найбільш часто шляхом комбінування методу видавлювання і відкритої штампування. Деталі з виступами невеликої довжини штампують у відкритих штампах в одному або - кількох струмках на молотах і кривошипних пресах
Методом видавлювання можна штампувати без освіти торцевого задирки між пуансоном і матрицею, якщо коефіцієнт витяжки не перевищує 7,5-8. При отриманні заготовки її форму слід розраховувати так, щоб наступна штампування відбувалася в одному облойной струмку без проміжного підігріву
Деталі подовженої форми
Шатуни, турбінні лопатки, кронштейни, упори
Набір матеріалу заготовки проводиться на спеціалізованих тривалкових кувальних вальцях
Штампування в облойной штампах з заготовок з великим місцевим набором металу на молотах і механічних пресах в 1-м струмку
Підготовку заготовки іноді роблять висадкою на горизонтально-кувальної машині. Коефіцієнт використання металу можна підвищити до 0,75-0,80, застосувавши в якості вихідної заготовки періодичний прокат
Деталі фасонні з викривленою віссю або з відростками
Мірна заготовка з прокату
Штампування у відкритих штампах з вальцьованих, висаджених і гнутих заготовок на молотах і механічних пресах невеликої потужності
Зазвичай штампують одночасно кілька дрібних деталей
Деталі зі значною вигнутими і розгалуженнями з потовщенням на кінцях
Перекладні важелі, вилки, скоби, копитні наконечники тяг
Вальцювання, гнучка, об'ємне штампування, електровисадка
Деякі деталі виготовляють штампуванням: 1) одночасно декількох штук; 2) з утворенням вушок методом закінчення; 3) при зближених розгалуженнях або кінцях з розведенням їх після обрізки в потрібне положення; 4) з попередньо зігнутих заготовок, набір матеріалу на яких виконаний висадкою на горизонтально-кувальних машинах та гнуття
Деталі подовжені змінного перерізу з уступами і виступами
Піввісь і осі автомобілів, валики, веретена, ланки ланцюгів транспортерів
Вальцювання, радіальна кування, електровисадка або комбінація вальцювання з радіальної куванням
Радіально-кувальні машини мають програмне керування, не вимагають зміни інструменту при переході з кування валів одного діаметра на інший, компактні. У великосерійному і масовому виробництві доцільний поперечно-гвинтової прокат
Фасонні деталі з колінами і буртами
Кривошипи, колінчаті вали, розподільні валики, ступінчасті шестеренні валики
Квадратний прокат з подальшим набором матеріалу на кувальних вальцях консольного типу або прокатана заготівля
Об'ємне штампування вальцьованих заготовок на крівошіпночеканних пресах. Висадка фланця на горизонтально-кувальних машинах, скручування колін на спеціальній машині
Підвищення температури закінчення штампування деталей з вуглецевої сталі дозволяє підвищити продуктивність праці на10-5%, скоротити машинний час на 25-30%, підвищити стійкість штампів і полегшити заповнення струмка
Деталі форми тіл обертання з ребрами
Диски нагнітачів компресорів, насосів, крильчатки
Мірна заготовка із злитка безперервної виливки
Об'ємне штампування переважно з легких сплавів на гідравлічних пресах
Деталі великих розмірів складної форми, змінного перерізу з ребрами, гроушінамі
Подмоторную рами, панелі, лонжерони, шасі, рами, кронштейни
Мірна заготовка із злитка без або з попередніми пресуванням злитка
Об'ємне штампування з легких сплавів на потужних пресах
Прогресивним напрямом штампування деталей великих габаритних розмірів слід вважати секційний спосіб штампування на обладнанні звичайної потужності. Потужні ковочно-штампувальні преси використовують тільки для високопродуктивної штампування в чистовому струмку. Доцільно комбінування прокати в профільованих валках з подальшою секційної штампуванням фасонних решт панелей
Об'ємна холодне штампування
Розгортальні стани і машини
Розкочування піддають деталі діаметром 70-1000 мм і висотою до 150мм, а гнуті заготовки, зварені встик ще більших розмірів. Можна отримувати деталі з різними кільцевими виступами і ребордамі по зовнішній і внутрішній поверхнях обода. Розгортати можна деталі, що мають втулки, маточини (різні фланці, шестерні, ролики і т.д.). Заготовки розкочування кілець отримують вирубкою з товстого листа або висадкою з прошивкою з круглого прутка. Застосовують заготовки, отримані гнучкою на вальцях з наступним зварюванням встик спеціального прокатного профілю
Ротаційна витяжка: в холодному стані
Гідравлічні преси та спеціальні установки
Виготовлення корпусів снарядів, ракет, секцій фюзеляжів і інших деталей з алюмінію, міді, титану і стали при видавлюванні роликом. Виготовлення матриць для пресформ, штампів і т. П. При витяжці жорстким пуансоном
в гарячому стані