Свободная ковка на молотах и прессах
Свободная ковка на молотах и прессах
Изделия и полуфабрикаты, получаемые ковкой, называют «поковка».
При ковке в штампах металл ограничен со всех сторон стенками штампа. При деформации он приобретает форму этой полости.
При свободной ковке (ручной и машинной) металл не ограничен совсем или же ограничен с одной стороны. При ручной ковке непосредственно на металл или на инструмент воздействуют кувалдой или молотом.
Свободную ковку применяют также для улучшения качества и структуры металла. При проковке металл упрочняется, завариваются так называемые несплошности и размельчаются крупные кристаллы, в результате чего структура становится мелкозернистой, приобретает волокнистое строение.
Машинную ковку выполняют на специальном оборудовании — молотах с массой падающих частей от 40 до 5000 кг или гидравлических прессах, развивающих усилия 2–200 МН (200–20000 тс), а также на ковочных машинах. Изготовляют поковки массой 100 т и более. Для манипулирования тяжёлыми заготовками при ковке используют подъёмные краны грузоподъёмностью до 350 т, кантователи и специальные манипуляторы.
Ковка является одним из экономичных способов получения заготовок деталей. В массовом и крупносерийном производствах преимущественное применение имеет ковка в штампах, а в мелкосерийном и единичном — свободная ковка.
При ковке используют набор кузнечного инструмента, с помощью которого заготовкам придают требуемую форму и размеры.
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:
- ковка на молотах (пневматических, паровых и гидравлических)
- ручная ковка
- штамповка
При ковке в штампах металл ограничен со всех сторон стенками штампа. При деформации он приобретает форму этой полости.
При свободной ковке (ручной и машинной) металл не ограничен совсем или же ограничен с одной стороны. При ручной ковке непосредственно на металл или на инструмент воздействуют кувалдой или молотом.
Свободную ковку применяют также для улучшения качества и структуры металла. При проковке металл упрочняется, завариваются так называемые несплошности и размельчаются крупные кристаллы, в результате чего структура становится мелкозернистой, приобретает волокнистое строение.
Машинную ковку выполняют на специальном оборудовании — молотах с массой падающих частей от 40 до 5000 кг или гидравлических прессах, развивающих усилия 2–200 МН (200–20000 тс), а также на ковочных машинах. Изготовляют поковки массой 100 т и более. Для манипулирования тяжёлыми заготовками при ковке используют подъёмные краны грузоподъёмностью до 350 т, кантователи и специальные манипуляторы.
Ковка является одним из экономичных способов получения заготовок деталей. В массовом и крупносерийном производствах преимущественное применение имеет ковка в штампах, а в мелкосерийном и единичном — свободная ковка.
При ковке используют набор кузнечного инструмента, с помощью которого заготовкам придают требуемую форму и размеры.
Основные операции ковки
— осадка— высадка
— протяжка
— обкатка
— раскатка
— прошивка и др.
Ковка железа и стали по технологии конца XIX в
Ковка применяется для разных целей, и из-за этого способы обработки металла могут быть различными:- обжимка криц — ковка, при которой происходит уплотнение и сварка частиц, а также выделение шлаков из тестообразной железной массы (крицы) .
- сварка — ковка, при которой сращиваются пакеты, состоящие из отдельных кусков нагретых до вара .
- обыкновенная ковка — уплотнение и придание желаемых форм предмету.
Инструменты
— наковальня— молот
— ручные молоты (небольшие), которыми кузнец, сам один, или с помощью молотобойцев, обрабатывает предмет.
— механические молоты. Важный элемент механического молота – наковальня, или нижний боек, на который кладётся предмет.
— кузнечные клещи, которыми кузнец захватывает нагретый кусок, вынимает его из горна, или печи, подносит под молот, кладёт на наковальню и поворачивает предмет во время ударов молота.
— подъёмные краны по обеим сторонам механического молота. Они служат для посадки болванки в печь, переноса под молот и поворачивания её во время ковки. Вспомогательным прибором при этих манипуляциях служит державка, состоящая из прочного, длинного стержня, имеющего на одном конце 4 лапы, которые захватывают болванку, а на другом — рукоятку, для поддерживания болванки рабочими на весу.
Кроме того, на поверхности наковальни существует возможность ковки листа.
Интересно о ковке металла
Интересный факт, одна из самых распространенных фамилий в мире произошла от кузнечного дела. Это Кузнецов в России, во Франции – Ферран, в Британии – Смит. Это говорит о распространенности этого ремесла по всему миру.
Основой слова коварство, является глагол ковать. Дело в том, что многие народы и племена считали кузнечное дело малопонятным и покрытым тайной. Коварь (кузнец) изготавливает ковы, вяжет путы, так со временем существительное коварство обозначало мудрость, навыки, умение. Со временем, оно стало означать злобные планы и умыслы. Одновременно появились и словосочетания ковать свое счастье и ковать свою судьбу, носящие позитивный смысл.Во время массовой унификации производства и применения такого оборудования, как прокатное, штамповочное, использование компьютерного управления практически вытеснило кузнечное дело из тяжелой индустрии, но оно осталось и пользуется популярностью и дизайнеров и специалистов по проектированию интерьеров. Современные кузнецы изготавливают продукцию, которая применяется при создании ограждений, лестниц, архитектурного оформления зданий и пр.Но наш век, привел к тому, что проектирование кованых изделий выполняют на специальных конструкторских 3D программах, предназначенных для разработки деталей различного назначения.Свободную ковку применяют ко множеству металлов. С помощью этой операции выполняют и предметы обихода, и предметы, представляющие собой художественную ценность. Кстати, этот способ обработки металла применяют и в ювелирном деле. В самом деле, самый ковкий металл – это золото. Оно обладает пластичностью, текучестью, тягучестью и многими другими свойствами, позволяющие получать из него бесценные изделия.
Ковка ювелирных изделий
На практике применяют два основных вида ковки – горячую и холодную.
Рис. 22. Прошивни: а – цилиндрический; б – конический; в – полый; г – клиновидный
3. Ручной поддерживающий инструмент для ручной ковки и ковки на молотах
Основным поддерживающим инструментом при ручной ковке и ковке на молотах являются клещи с разнообразной геометрией губок (рис. 23). Их применяют для захвата, удержания, вращения и перемещения заготовок и поковок в процессе их ковки. Практикой выработаны рациональные виды клещей применительно к габаритным размерам и профилям обрабатываемых заготовок и характеру выполняемых операций.
Рис. 23. Кузнечные клещи: с продольными губками (а – прямоугольными; б – квадратными; в – цилиндрическими; г – коническими); с поперечными губками (д – квадратными отогнутыми; е – плоскоокруглыми; ж – отогнутыми; з – плоскими; и – прямоугольными; к – острыми)Традиционно клещи состоят из двух половин, каждая из которых имеет с одной стороны ручку, а с другой – губку. Каждая половина клещей закреплена на общей оси. Для лучшей фиксации заготовок профиль обеих губок клещей должен соответствовать форме захватываемого конца заготовки и контактировать с ним по максимальной длине губок. (При необходимости для обеспечения лучшего соприкосновения губок клещей с заготовкой их нагревают для повышения пластичности, охватывают ими холодную заготовку и обжимают губки по заготовке ударами молотка.)Клещи должны иметь свободное, без заеданий вращение рукояток на общей оси, точное совпадение губок при сжатом состоянии клещей, а ручки клещей должны располагаться в одной плоскости. Не допускается наличия трещин, складок и надрубов. Для повышения надежности фиксации заготовки в клещах их ручки во время работы охватывают различными кольцами или С- и S-образными крючками.Во время работы клещи периодически охлаждают в воде. Различные типы клещей изготавливают в соответствии с ГОСТ 11385–75 или по ГОСТ 11395–75 ковкой из Ст 3 и сталей 15, 20, 25, т.е. сталей, не закаливающихся при их нагреве во время работы (с содержанием углерода 0,25 %).Для транспортирования и манипуляций как при нагреве, так и при ковке крупногабаритных, тяжелых заготовок и поковок используют различные устройства: манипуляторы, приспособления или подъемно-транспортное оборудование кузнечного цеха.
Кованые поковки создают обычными орудиями труда (кузнецкий молот, ручной пресс). Не смотря на трудоемкость процесса и значительные затраты времени конечный результат отличается эластичностью и высоким качеством.
Преимущества применения
Производством рассматриваемых изделий занимаются литейные заводы. На них поставляют заготовки поковок, где они проходят полный технологический цикл, включая термическую обработку. Готовое изделие обладает следующими преимуществами:- отличными эксплуатационными характеристиками;
- стабильными механическими свойствами;
- высокой стойкостью по Бринеллю;
- низкой стоимостью.