title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Основные кузнечные операции

Основные кузнечные операции

Рассмотрим основные кузнечные операции.
Осадка. Операция осадки (рис. 47) состоит в том, что по нагретой заготовке наносят удары, в результате чего происходит уменьшение ее высоты и увеличение площади ее поперечного сечения. Полную осадку можно производить только в том случае, когда высота исходной заготовки меньше величины двух с половиной ее диаметров; в противном случае заготовка будет не осаживаться, а изгибаться. Если осаживают часть заготовки, то такая операция называется высадкой (рис. 47).

Для высадки конца заготовки его нагревают до белого цвета каления, затем ставят вертикально на наковальню или на нижний боек молота нагретым концом вниз и осаживают, нанося удары по холодному концу заготовки. Во время осадки надо следить за тем, чтобы заготовка не искривилась; в случае необходимости ее надо сразу же выправить.
При высадке сердцевины нагревают только среднюю часть заготовки; концы ее должны оставаться холодными. Если заготовка короткая и сердцевину ее трудно нагреть без того, чтобы не нагрелись концы, то их следует в этом случае после нагрева окунуть в воду, после чего производить высадку.
В случае высадки конца длинной заготовки поступают так: заготовки легкого веса берут руками за ненагретую часть и ударяют нагретым концом о наковальню, а заготовки тяжелого веса подвешивают на цепи или канате через прикрепленный к потолку кузницы блок, затем путем подъема и быстрого опускания или путем раскачивания ударяют о наковальню или тяжелую плиту.
При осадке и высадке нужно избегать очень сильных ударов, так как при этом могут получиться расслоения или трещины в заготовке. Эти операции надо вести постепенно, нанося частые, но не сильные удары, силу которых надлежит соразмерять с толщиной заготовки.
Операция высадки широко применяется при изготовлении болтов и заклепок.
Вытяжка или протяжка производится с целью увеличения длины исходной заготовки за счет уменьшения площади ее поперечного сечения.
При ручной ковке для выполнения операции вытяжки пользуются ручником и кувалдой, при машинной — плоскими или вырезными бойками. В качестве подкладного инструмента применяют раскатки, подбойки и гладилки. Если полосу надо вытянуть по длине, ее кладут поперек наковальни или нижнего бойка молота, если по ширине — вдоль наковальни.
При вытяжке удары следует наносить не очень сильные и чередовать их то по одной, то по другой стороне заготовки; после 2—3 ударов по каждой стороне надо наносить легкий удар по расширяющемуся месту.
Вытяжку длинных заготовок следует начинать с середины и выполнять сначала до одного конца, а затем до другого; вытяжку короткой заготовки начинают с ее конца.
Для ускорения процесса вытяжки применяют раскатки и подбойки, а для устранения неровностей заготовки после вытяжки используют гладилки.
Примеры проведения операций вытяжки показаны на рисунке 48.

Прошивка (пробивание отверстий) — операция, посредством которой в заготовке получают отверстие или углубление (рис. 49). При ручной ковке для прошивки служат пробойники (бородки) различной формы, а при молотовой — прошивни. Прошивка, как правило, производится в нагретом состоянии заготовки, по возможности до получения окончательной формы поковки, так как в результате прошивки форма заготовки искажается — стенки становятся выпуклыми,

Процесс прошивки отверстий был рассмотрен выше при описании пробойника. Пробивать отверстия сразу с одной стороны заготовки не рекомендуется, потому что на другой стороне заготовки при этом образуется выпуклость, и отверстие получается конусным.
Для того чтобы пробойник не застревал в отверстии заготовки и не приваривался к ней, необходимо после каждого удара поворачивать ее ручкой в ту и другую сторону, а также посыпать графитовой пудрой.
Чтобы не иметь много пробойников и прошивней различных размеров, поступают обычно так: после прошивки отверстий имеющимся в наличии пробойником меньшего диаметра полученное отверстие расширяют оправками.
Увеличение отверстий заготовок, имеющих форму кольца, производится на роге наковальни или на оправке-валике. Уменьшая толщину стенок кольца посредством вытяжки, увеличивают отверстие; при этом удары по кольцу должны чередоваться с медленным поворачиванием кольца.
Для окончательной правки (калибровки) отверстий применяются бочкообразные оправки, которые продавливаются через отверстие после его прошивки.
Рубка. Рубкой называется кузнечная операция, посредством которой заготовку разделяют на части. Различают следующие разновидности рубки: разрубка, прорубка — частичное разделение заготовки; обрубка — отделение части материала по наружному контуру заготовки; вырубка — удаление части материала в зоне трещин и других пороков заготовки.
Рубка применяется для получения из большой заготовки нескольких заготовок меньших размеров и для удаления излишков металла на концах поковки.
Инструментом для рубки служат при ручной ковке зубила, подсечки, а при молотовой ковке — топоры.
Рубка металла осуществляется различными способами, например, с одной, с двух, а также с четырех сторон заготовки. Ручная рубка производится чаще всего с одной или с двух сторон и осуществляется как в холодном, так и в нагретом состоянии. Если сечение заготовки невелико, можно ее рубить в холодном состоянии; однако рубку заготовок из легированных сталей независимо от их сечения следует производить только в нагретом состоянии, чтобы не получились трещины и рванины около места разрубки.
Рубка металла вручную в холодном состоянии производится так: на заготовке делают отметку в месте рубки, затем на отмеченное место наставляют зубило и доводят его сильными и резкими ударами кувалды приблизительно до 3/4 сечения заготовки; затем заготовку поворачивают, кладут на край наковальни и окончательно отрубают. При сравнительно толстом сечении заготовки надрубку следует делать со всех сторон или вокруг всей заготовки.

Ручная рубка металла в нагретом состоянии производится обычно на подсечке (рис. 50). Заготовку нагревают до ковочной температуры, устанавливают на подсечку, а против подсечки сверху ставят зубило и несколькими ударами надрубают заготовку настолько, чтобы между подсечкой и зубилом оставалась небольшая перемычка. Затем заготовку кладут разрубленным местом на край наковальни и отсекают заготовку зубилом или отламывают ударами молотка по концу отрубаемой части.

Рубка металла под молотом (рис. 51) производится только в нагретом состоянии. При этом нагретую заготовку кладут на нижний боек молота, наставляют топор и несколькими ударами углубляют его в металл примерно до 3/4 сечения заготовки; затем заготовку поворачивают, кладут на подставку — квадрат с прорезью, устанавливают разрубаемое место против прорези квадрата и одним ударом окончательно отрубают конец.
Применяемый при рубке металла в нагретом состоянии инструмент (зубило, топор) следует после каждых 2—3 ударов охлаждать в воде, так как при сильном нагреве лезвие инструмента теряет свою твердость.
Рубить заготовку сразу по всему сечению не рекомендуется во избежание порчи лезвия инструмента и лицевой части наковальни или бойка при ударе.
Гибка. Гибкой называется кузнечная операция, посредством которой заготовке придается изогнутая форма по заданному контуру. Гибка чаще всего осуществляется в сочетании с другими операциями ковки. Операция гибки сопровождается искажением в зоне изгиба первоначальной формы поперечного сечения заготовки. На наружной поверхности изгиба заготовки возможно образование трещин, а на внутренней часто образуются складки. Чем меньше радиус закругления и чем больше загиб, тем сильнее проявляются эти явления.
Чтобы устранить искажение формы поперечного сечения заготовки в зоне изгиба, предварительно перед изгибом производят небольшую высадку с последующей правкой и проглаживанием гладилками и раскатками (внутренней части).
Отдельные приемы гибки показаны на рисунке 52.

Закручивание. Закручиванием называется кузнечная операция, посредством которой одну часть заготовки поворачивают по отношению к другой под определенным углом вокруг общей оси.
Закручивание применяют в тех случаях, когда требуется отковать поковку с выступами, лежащими в различных плоскостях (например, поковку коленчатого вала).
Операция закручивания сопровождается некоторым уменьшением исходной длины; при больших углах или при закручивании малопластичных металллов возможно появление продольных трещин.
Участок заготовки, подлежащий закручиванию, необходимо очень аккуратно отковать, так чтобы поверхность его была без пороков, а поперечное сечение по всей длине участка — строго одинаковым.
Затем этот участок должен быть нагрет до максимально допустимой для данного металла температуры и равномерно прогрет по всей длине. После закручивания поковку надо очень медленно охлаждать.
Прием закручивания состоит в том, что участок, примыкающий к зоне, подлежащей этой операции, закрепляют в тисках (для мелких поковок) или зажимают бойками молота (для крупных поковок). Противоположный участок захватывают вилкой или воротком, если это позволяет конфигурация заготовки, или же с помощью специально откованного для этой цели квадрата на конце заготовки. Закручивание производится вручную: чтобы избежать изгиба заготовки, желательно применять вороток или вилку с двумя рукоятками.
Получение готовой поковки сводится к выполнению рассмотренных выше кузнечных операций. В качестве примера на рисунке 53 показана последовательность операций при ковке коромысла.

Штамповка. Штамповкой называется кузнечная операция, при которой изменение формы металла происходит в штампе. Штамп — это инструмент, состоящий из двух половинок, на рабочих поверхностях которых имеются углубления и выступы, соответствующие форме и размерам поковки. Нагретый до ковочной температуры металл заготовки под ударами молота заполняет полость штампа, и таким образом получается готовая поковка.
Штамповка имеет большие преимущества перед свободной ковкой, так как время на изготовление поковки в штампах в десятки раз меньше по сравнению со временем, потребным на изготовление такой же детали свободной ковкой, а точность и качество поковок, полученных штамповкой, значительно выше.
В кузницах машиностроительных заводов поковки изготовляются преимущественно штамповкой. Детали автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин, например коленчатый вал, шатун, кулачковый вал, различные шестерни и многие другие стальные детали, изготовлены штамповкой.
Кузнечная сварка — операция, посредством которой соединяют в одно целое отдельные части или концы заготовок. Кузнечная сварка применяется главным образом при ручной и молотовой ковке мелких поковок для целей ремонта.
Кузнечной сваркой хорошо сваривается мягкая сталь с содержанием углерода 0,15—0,25%; сталь с содержанием углерода свыше 0,45% почти не поддается доброкачественной сварке. Все примеси, находящиеся в металле, снижают свариваемость стали.
Температура нагрева под сварку должна быть выше температуры ковки и близка к температуре начала плавления (практически для мягкой стали около 1300°). Для предотвращения пережога стали и для шлакования окалины в процессе сварки применяются флюсы (сварочный песок), состоящие в основном из кварцевого песка с добавкой к нему буры и поваренной соли.
Места, подвергающиеся сварке, должны быть хорошо очищены от окалины; поэтому перед сваркой их посыпают флюсом, который, соединяясь с окалиной, образует жидкий шлак. Последний при нанесении ударов во время сварки вытекает.
Применяют различные способы кузнечной сварки.
Сварка внахлестку или внапуск применяется для стержней толщиной не более 100 мм. При сварке этим способом сначала высаживают концы стержней, затем на концах оттягивают скосы (лацканы), которые должны быть слегка выпуклыми по середине для того, чтобы образовавшийся шлак на поверхности заготовки при нанесении ударов постепенно выжимался. Затем нагревают концы до сварочной температуры, накладывают их один на другой (рис. 54) и сильными частыми ударами сваривают их, производя одновременно вытяжку места сварки под заданный размер поковки.

Этот вид сварки наиболее распространен в кузнечном деле.
Вручную с одного нагрева сваривают стержни диаметром до 30 мм, с двух нагревов — до 50 мм. Стержни диаметром от 50 и до 100 мм сваривают под молотом.
Сварка вразруб (в замок, в лапу) состоит в том, что конец одного стержня нагревают, высаживают, затем разрубают. Конец другого стержня вытягивают на клин и вставляют в разруб первого стержня (рис. 55). Пригнанные таким образом друг к другу концы нагревают до температуры сварки и проковывают. Сварка этим способом применяется для стержней толщиной до 60 мм и дает более надежные результаты, чем сварка внахлестку.

Сварка встык применяется в тех случаях, когда нет возможности произвести подготовку для сварки внахлестку или вразруб. Для сварки встык торцы предварительно слегка осаживают и закругляют. После нагрева до температуры сварки торцы соединяют, нанося удары по холодным концам вдоль оси заготовки, и проковывают место сварки под общий размер (рис. 56).
Основные кузнечные операции

Сварка врасщеп применяется для сварки листовой и полосовой стали. При атом концы свариваемых заготовок разрезают, как показано на рисунке 57. Соединяют разрезанные концы так, чтобы они перекрывали ДРУГ друга. Затем нагревают заготовки до температуры сварки, посыпают флюсом и проковывают.

Вварка кусков. В кузнечных работах часто применяется способ вварки кусков, например вварка куска инструментальной стали при изготовлении лезвия топора дли при восстановлении изношенных деталей (рис. 58), длина которых не может быть изменена.