Задания для индивидуальной работы
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ КУЗНЕЧНОЙ КОВКИ
Цель работы
1. Познакомиться с оборудованием и технологическим процессом ковки. 2. Изучить основные операции ковки. 3. Научиться выбирать оборудование, назначать технологию ковки изделий.
Материалы и оборудование
1. Пневматический молот с весом падающих частей 75 кг. 2. Нагревательная печь с термопарой и потенциометром. 3. Мерительный инструмент (штангенциркуль, линейка). 4. Углеродистая сталь.
Порядок выполнения работы 1. Прочитайте внимательно основные положения по теме работы. 2. Познакомьтесь с оборудованием, инструментом, приспособлениями, применяемыми для свободной ковки. Изучите устройство и принцип работы пневматического молота. 3. Познакомьтесь с основными операциями свободной ковки (осадка, высадка, протяжка), зарисуйте заготовки и полученные поковки. Выполнение операций на молоте производится мастером. 4. Выполните расчетные задания по указанию преподавателя. Дайте пояснения Ваших решений. 5. Соблюдайте технику безопасности. Не трогайте поковки до полного охлаждения и находитесь на безопасном расстоянии от работающего молота. 6. Напишите о выполненной работе качественный отчет.
Основные положения
Кузнечной ковкой называют технологический процесс, при котором металл деформируется с помощью ударов кузнечного молота или нажатия пресса. Ковку еще называют свободной, потому что заготовка свободно деформируется в горизонтальном направлении под действием вертикальных ударов молота. Это хорошо видно на примере операции протяжки. Ручная ковка применяется для изготовления мелких поковок, главным образом, в ремонтных мастерских (рис. 1). При ручной ковке удары наносятся кувалдой (тяжелый молоток весом порядка десяти кг).
Среди преимуществ ковки следует отметить: возможность изготовления поковок различного веса, формы и размеров; отсутствие дорогостоящей оснастки; использование относительно простого и универсального инструмента. К недостаткам метода относятся: сравнительно низкая производительность труда, невысокая точность получаемых поковок, большие припуски на последующую механическую обработку, приводящие к потерям металла в стружку.
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]()
Рис. 1. Ручная ковка
Перед ковкой заготовки подвергаются нагреву с целью повышения пластичности металла и облегчения процесса ковки. Изменение прочности и пластичности при нагреве некоторых металлов и сплавов даны в табл. 1. Температурный интервал ковки определяетсяпо табл. 2. Превышение температуры нагрева металлов при ковке ведет к образованию дефектов, называемых перегревом и пережогом. Перегрев – это рост зерна металла сверх допустимого, что ведет к снижению механических свойств. Пережог означает окисление границ зерен, такой металл разваливается при ковке. Ковка при температуре ниже нижнего предела температурного интервала приводит к разрушению металла из-за недостаточной пластичности. Таблица 1 Изменение механических характеристик сплавов при нагреве
Примечание: в числителе приведен предел прочности при растяжении в кгс/мм2, в знаменателе – относительное удлинение в %.
Таблица 2 Температурный интервал ковки некоторых сплавов
Технологический процесс ковки представляет собой совокупность определенных операций, основными из которых являются: 1. Осадка – операция увеличения площади поперечного сечения заготовки за счет уменьшения высоты (см. рис. 2). 2. Высадка ‑ осадка части заготовки (см. рис. 3). 3. Протяжка – увеличение длины заготовки за счет уменьшения толщины (см. рис. 4). 4. Рубка – разделение заготовки на части (см. рис. 5). 5. Прошивка – операция получения отверстия в заготовке (см. рис. 6). Различают глухую прошивку и сквозную (на рис. 6 показана сквозная прошивка). 6. Раскатка – увеличение диаметра кольцевой заготовки за счет уменьшения толщины кольца (рис. 7). 7.
Рис. 4. Протяжка
Рис. 5. Рубка
Рис. 6. Прошивка
Рис. 7. Раскатка на оправке
![]() Рис. 8. Передача
На рисунках 2‑8 буквами обозначены: а – заготовка; б – поковка; в – схема операции. Существуют и другие операции ковки. Величина деформации при ковке характеризуется коэффициентом уковки K У: K У = Fmax / Fmin, где Fmax и Fmin – максимальная и минимальная площадь поперечного сечения до и после ковки. При ковке заготовок из проката чаще всего коэффициент уковки бывает 1,3–1,5, а при ковке слитков K У = 3–10. Чем больше коэффициент уковки слитков, тем лучше структура металла и выше его механические свойства.
Оборудованием для ковки являются ковочные молоты и прессы. Молоты – это машины ударного действия, а прессы – машины с медленным приложением нагрузки. Мелкие поковки обычно куют на пневматических молотах, крупные – на паровоздушных ковочных молотах, а очень крупные и тяжелые поковки – на гидравлических прессах. Схема пневматического молота представлена на рис. 9. Пневматический молот имеет два цилиндра: компрессорный 1 и рабочий 2. Поршень 3 компрессорного цилиндра нагнетает воздух в рабочий цилиндр 2 и приводит в движение рабочий поршень 4, который выполнен за одно целое с массивным штоком 5 и называется бабой молота. Возвратно-поступательное движение поршня компрессорного цилиндра осуществляется кривошипно-шатунным механизмом 6, который получает движение от электромотора 7 через клиновидную ременную передачу 8 или с помощью зубчатых колес. Оба цилиндра молота соединены воздушными каналами так, чтобы сжатый воздух поступал в рабочий цилиндр попеременно снизу и сверху, заставляя бабу молота двигаться вверх и вниз. Управление молотом осуществляется воздушными кранами 9. Краны открываются и закрываются с помощью ножной педали 10. Крановое воздухораспределение обеспечивает работу молота единичными или несколькими ударами, автоматически следующими один за другим, либо позволяет прижимать поковку к нижнему бойку. А также позволяет удерживать бабу на весу в верхнем положении при работающем компрессоре. Верхний боек 11 хвостовиком в форме ласточкиного хвоста и клином прикрепляется к бабе молота, а нижний боек 12 – к массивному металлическому основанию – шаботу 13. Шабот не связан со станиной молота 14. Вес шабота должен быть в 15–20 раз больше веса падающих частей молота, который является характеристикой мощности молота. Вес падающих частей – это суммарный вес всех деталей молота, перемещающихся в рабочем цилиндре (бабы молота и верхнего бойка). Чем больше вес падающих частей, тем выше энергия удара верхнего бойка по заготовке. Пневматические молоты изготавливаются с весом падающих частей от 50 кг до 1000 кг, а паровоздушные – от 1000 кг до 8000 кг. Поэтому паровоздушные молоты применяют для ковки более крупных, массивных поковок.
Рис. 9. Пневматический ковочный молот
Гидравлические прессы используют для ковки очень крупных, тяжелых изделий. В этих машинах верхний боек, соединенный с другими подвижными частями пресса, приводится в движение давлением жидкости в главном рабочем цилиндре. В качестве такой жидкости обычно используется минеральное масло под давлением 20–50 МПа. Деформация металла на гидравлическом прессе происходит достаточно медленно (несколько секунд, иногда десятки секунд). Здесь нет ударов. В качестве характеристики мощности пресса берется усилие, развиваемое им и передаваемое заготовке. Для ковки используются гидравлические прессы с усилием от 300 т до 15000 т. Для сравнения мощности молота и пресса можно принять, что 1 т веса падающих частей молота примерно эквивалента 100 т усилия пресса. На прессах можно ковать массивные, крупные слитки. Так, например, на прессе с усилием 1000 т можно ковать слитки весом до 8 т, на прессе с усилием 15000 т – слитки весом до 350 т. На практике при выборе мощности оборудования для свободной ковки пользуются специальными справочниками, таблицами, формулами. Так, необходимая мощность молота может быть определена по формуле: G = K × F, где G – вес падающих частей молота в кгс, F – площадь поперечного сечения заготовки в см2, K – коэффициент, равный для углеродистой стали 5, для легированной стали 7, для цветных металлов 3,5. Необходимое усилие пресса можно найти по формуле: P = F · σ В, кгс, где σ В – предел прочности металла при температуре ковки, кгс/см2, F – площадь соприкосновения бойка с поковкой в см2. При изготовлении поковок свободной ковкой размеры их делаются больше размеров детали по чертежу на величину припусков. Припуск Z – это увеличение размеров детали для последующей механической обработки на металлорежущих станках с целью получения необходимой точности размеров и качества поверхности детали. Допуск Δ – это допустимое отклонение от размера поковки, т. е. точность, с которой должна быть изготовлена поковка. Пояснения в расположении полей припусков и допусков даны на рис 10: А – размер детали по чертежу; Б – наименьший допустимый размер поковки: Б = В – Δ/2; В – номинальный (расчетный) размер поковки: В = А + Z;
Рис. 10. Поля припусков и допусков на размер поковки
Величина припусков и допусков зависит от многих факторов. Приближенно припуски (в мм) на механическую обработку могут быть определены по следующим формулам. 1. При ковке на молоте: а) припуск на диаметр или толщину поковки D Z 1 = 0,06× D + 0,0017× L + 2,8; б) припуск на длину поковки L Z 2 = 0,08× D + 0,002× L + 10. 1. При изготовлении поковок на прессе: а) припуск на диаметр или толщину поковки D Z 1 = 0,06× D + 0,002× L + 2,3; б) припуск на длину поковки L Z 2 = 0,05× D + 0,05× L + 26. 2. Допуски (в мм) на размеры поковок можно приближенно определить из выражений: а) на диаметр или толщину поковки D Δ1 = 0,028× D + 0,0004× L + 0,5; б) на длину поковки L Δ2 = 0,03× D + 0,003× L + 1,2. Тогда номинальный диаметр или толщина поковки (D П) определяется как D П = D + Z 1, а допустимые наибольший и наименьший диаметры выражаются как D П max = D П + Δ1/2; D П min = D П – Δ1/2. Номинальная длина поковки составит: L П = L + Z 2, а допустимые наибольшая и наименьшая длина выразятся как L П max = L П + Δ2/2; L П min = L П – Δ2/2. Допуски устанавливаются на все размеры поковки, в том числе и на те, которые не подвергаются последующей механической обработке.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|