title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Ковка крупных поковок

Ковка крупных поковок

Производительность труда при ковке крупных поковок под прессами во многом зависит от способов удержания и перемещения заготовки, или, как говорят, манипулирования заготовкой. Если обрабатываемая заготовка имеет хвостовую часть, которую можно вставить в патрон, то все манипулировапие осуществляется этим патроном и кантователем. При отсутствии хвостовой части высокопроизводительная работа может быть обеспечена манипулятором. Однако последний имеет ограниченную мощность и при обработке крупных заготовок, имеющих малую длину и значительное поперечное сечение, применение манипулятора может оказаться неэффективным, либо вовсе невозможным. В этом случае важное значение имеет уменье кузнеца манипулировать заготовкой с помощью пресса и вспомогательного ручного инструмента.
В основном манипулирование при ковке прямоугольных заготовок сводится к кантовке через ребро и вращению вокруг вертикальной оси. Крупные прессы имеют выдвижной стол, что значительно облегчает кантовку. Делается это так. Верхний боек опускается на край заготовки и одновременно выдвигается стол, как показано на фиг. 144, а. Заготовка переворачивается на смежную грань. Для поворота вокруг вертикальной оси под заготовку, примерно в центре ее, заводится подкладка с выпуклой поверхностью, а затем с помощью лома или ваги производят поворот заготовки. Подкладка уменьшает трение между заготовкой и столом, и поэтому поворот не требует значительных усилий (фиг. 144, б).

Крупные поковки изготовляются небольшими партиями или даже единицами, т. е. ковка крупных поковок относится к мелкосерийному или единичному производству. Такие поковки изготовляются из тяжелых слитков. Процесс ковки — длительный и требует применения мощного и дорогостоящего оборудования. Обычно — это гидравлические прессы. Поэтому всякое, иногда даже незначительное усовершенствование технологического процесса ковки может дать существенный эффект повышения производительности труда, экономии металла, облегчения труда рабочих, снижения трудоемкости механической обработки и т. п.
Много ценных усовершенствований в технологию ковки крупных поковок на прессе внес кузнец Уральского завода тяжелого машиностроения А. Александров. Он не только в совершенстве владеет приемами ковки, но и хорошо понимает сущность явлений, происходящих при горячей обработке металла. Ранее указывалось, что протяжка квадратного сечения гораздо более производительна, чем протяжка круглого сечения: она обеспечивает более высокое качество поковки (отсутствие внутренних трещин и др.). Это хорошо известно А. Александрову, который предложил на первый взгляд незначительное усовершенствование в технологии ковки ступенчатого вала (фиг. 145). При внедрении предложения в производство выявилось существенное повышение производительности труда. Вал имеет 4 различных диаметра и изготовляется из слитка весом 6,7 г. По старой технологии после обрубки поддона производилась проковка вала по всей длине на диаметр 370 мм. Затем после разметки на части I, II, III, IV производилась ковка на все размеры по чертежу.
По предложению А. Александрова заготовка вначале проковывается на квадрат размером стороны 370 мм. После этого делается разметка частей вала. Далее части I, II и III проковываются на квадрат размером стороны 365 мм, а вслед за тем часть III — на квадрат размером стороны 330 мм. Лишь после этого все части вала обкатываются на круг по размерам чертежа. Последней куется часть I на круг диаметром 320 мм.
Еще более существенного результата А. Александров добился при изготовлении рабочего колеса шагающего экскаватора (фиг. 146, а). Эта поковка изготовляется из слитка весом 6,7 т за два нагрева. Она имела вид диска со ступицей, т. е. значительно отличалась по конфигурации от готовой детали. Поэтому при механической обработке очень много металла уходило в стружку. Порядок проведения ковочных операций был следующий (фиг. 146, б): 1) ковка цапфы под патрон; 2) обжим граней; 3), обрубка заготовки на длину 1440 мм; 4) осадка до высоты 700 мм; 5) подогрев; 6) осадка до высоты 430 мм; 7) разгонка поля до высоты 320 мм с подкладкой для образования углубления диаметром 680 мм; 8) прошивка отверстия диаметром 175 мм; 9) правка поковки по высоте и обкатка по диаметру.
А. Александров предложил изготовлять две поковки из слитка весом 12 т, ведя ковку за 3 нагрева. Ho главное, он изменил конфигурацию поковки, приблизив ее к форме готовой детали. С этой целью был применен специальный боек, показанный на фиг. 146, в. По новому технологическому процессу ковка осуществлялась следующим образом (фиг. 146, г): 1) ковка цапфы под патрон; 2) обжим граней; 3) проковка на диаметр 700 мм; 4) обрубка прибыли и отрубка двух заготовок длиной 1300 мм каждая; 5) подогрев; 6) осадка заготовки до высоты 700 мм; 7) подогрев; 8) осадка до высоты 430 мм с образованием углубления за счет подкладного диска диаметром 950 мм и высотой 90 мм; 9) разгонка поля специальным бойком с образованием углубления со стороны ступицы; 10) прошивка отверстия диаметром 175 мм; 11) обкатка по наружному диаметру и правка по высоте с применением специального бойка. Применение новой технологии дало экономию металла по 700 кг на каждую поковку. Кроме того, достигнута большая экономия на снижении трудоемкости механической обработки и резко возросла производительность труда.
Одной из наиболее сложных и трудоемких поковок, изготовляемых свободной ковкой, является коленчатый вал. Это, как известно, весьма ответственная деталь, и поэтому к качеству ее на всех стадиях изготовления предъявляются высокие требования. Особенно сложно изготовлять коленчатые валы, у которых отдельные колена располагаются в различных плоскостях, под углом друг к другу. Обычно ковку коленчатых валов ведут последовательной обработкой отдельных его частей. Для крупных коленчатых валов это единственно возможный способ изготовления, так как для штамповки потребовались бы несоразмерно большие штампы. Некоторые коленчатые валы, например, для дизель-моторов больших судов могут иметь длину до 10 л при весе более 10 т.
Обычная технология изготовления коленчатых валов сводится к следующему. Слиток после соответствующей подготовки (биллетирование, осадка) проковывается на прямоугольное сечение, затем производится передача колен в одной плоскости, после этого следует черновая механическая обработка (обдирка) шеек и далее, после подогрева каждой шейки в горне — разворот колен под требуемый угол с помощью специального приспособления. Такая технология требует сложной оснастки, местный нагрев шеек затруднен, а весь процесс в целом очень трудоемкий.

На Новокраматорском машиностроительном заводе разработана и внедрена в производство новая, более совершенная технология ковки коленчатых валов с разворотом колен в процессе ковки. Ковка ведется из слитка весом 4,5 т. Вес готовой поковки — 2650 кг. Технологический процесс ковки заключается в следующем (фиг. 147).
I вынос. Из прибыльной части слитка оттягивается цапфа под патрон, производится биллетировка слитка и отрубка кюмпеля. Далее следует подогрев для II выноса.
II вынос. Осадка слитка. Протяжка на круглое сечение. Средняя часть слитка проковывается на прямоугольное сечение для получения второго среднего колена. Подогрев перед III выносом.
III вынос. Подсечка средней части заготовки. Эта операция производится с помощью «уголка» и специального нижника с плоскостями, расположенными под углами 30° и 60° Заготовка укладывается одной из граней средней прямоугольной части на плоскость нижника с углом 60°, и уголком производится подсечка. Далее заготовка той же гранью укладывается на плоскость нижника, расположенную под углом 30°, и производится вторая подсечка. Затем следует передача металла на третье колено. Для этого второе колено поворачивается в первоначальное положение на нижнике, т. е. под углом 60°, и нажатием бойка производится передача металла в нужном направлении. В этот момент 3 колено имеет еще круглое сечение. Сохраняя положение 2 колена строго под углом 60°, 3 колено помещается на плоский боек и проковывается на прямоугольное сечение. После этого производится подсечка металла на 3 колено, причем одновременно засекается смежная с ним концевая часть вала — фланец. Далее эта часть протягивается на размер по чертежу, отрубается излишек металла, и 3 колено отделывается на поковочный размер. Производится подогрев второго конца заготовки перед IV выносом. При этом откованная часть должна оставаться вне печи во избежание перегрева.
IV вынос. Точно в таком же порядке отковывается 1 колено и другая концевая часть вала. Поковка маркируется и передается на термическую обработку. Следует иметь в виду одну особенность описанной технологии. Шейки коленчатого вала в поковке не отковываются, а входят в напуск при отковке колен. Это целесообразно лишь в том случае, если шейки сравнительно короткие, длиной не более диаметра.
Принципиально новый технологический процесс изготовления коленчатых валов применила французская фирма в г. Сен-Шамон. Предложенный способ заключается в последовательной ковке отдельных колен вала в специальном приспособлении (фиг. 148). Это приспособление может быть установлено на любом гидравлическом прессе, имеющем соответствующее усилие и штамповую высоту.

Верхние плоскости основной плиты 6 обработаны и служат направляющими для двух боковых ползунов 5, предназначенных для высадки щек. В ползунах установлены нижние половины двух штампов 7 для обжима коренных шеек. Кроме того, один из этих штампов (справа) удерживает последнее изготовленное колено на нужном расстоянии и под определенным углом по отношению к колену, которое штампуется в данный момент. Головка приспособления 2 соединена с траверсой пресса и имеет по бокам наклонные плоскости, скользящие по скосам боковых ползунов. В головках укреплены верхние половины штампов 4 для штамповки коренных шеек.
Вспомогательные гидравлические цилиндры 3 имеют плунжеры, которые, нажимая на штампы, закрывают их в рабочем положении. Возврат ползунов в исходное положение после рабочего хода и подъем верхних частей штампов также осуществляется гидравлическими цилиндрами. Обжим шатунных шеек и передача металла для образования колена осуществляется захватом, состоящим из двух половин: нижней 9, связанной с гидравлическим плунжерам 8, и верхней 10 с плунжером 1. Для передачи колена захват должен, преодолевая сопротивление гидравлического цилиндра, двигаться вниз, образуя колено нужного размера.

title-icon Подобные новости