РАЗДЕЛ ПРОИЗВОДСТВО ИСХОДНЫХ ЗАГОТОВОК ОМД ТЕМА ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

РАЗДЕЛ ПРОИЗВОДСТВО ИСХОДНЫХ ЗАГОТОВОК ОМД ТЕМА ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА ОМД 1 ОМД – совокупность технологических методов, в результате которых под действием внешних сил изменяется форма заготовок без нарушения их сплошности

Классификация методов ОМД 2

3

Материалы, применяемые для получения исходных заготовок обработкой давлением Пластичность - способность металла под действием нагрузки менять свою форму без разрушения и сохранять ее после снятия нагрузки. Основные факторы, влияющие на пластичность металлов при обработке давлением: • химический состав; • схемы напряженного состояния; • температура обработки; • скорость деформирования

Температурный режим ковки и штамповки 11 ТИХ – температурный интервал хрупкости

Влияние скорости деформирования на пластичность металлов 26

Материалы, применяемые для получения исходных заготовок обработкой давлением • сталь углеродистая конструкционная обыкновенного качества (ГОСТ 380— 94) – Ст3, Ст5; • сталь углеродистая конструкционная качественная (ГОСТ 1050— 88) – Сталь 08 кп, 25, 35, 45; • сталь легированная конструкционная (ГОСТ 4543— 71) - 10 Г 2, 12 ХМ, 38 ХН 3 МФА; • высоколегированные, коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы (ГОСТ 5632 27 — 72) – 20 Х 13, 14 Х 17 Н 2, 12 Х 18 Н 10 Т;

• • Материалы, применяемые для получения исходных заготовок обработкой давлением Алюминиевые сплавы (ГОСТ 4784 -97) ТО неупрочняемые – АМц, АМг 3, АМг 5; ТО упрочняемые - Д 1, Д 16, АК 4, АК 6, АК 8, Б 95 Медные латуни (ГОСТ 15527– 2004) - Л 68, ЛМц58 -2, ЛО 70 -1; бронзы (ГОСТ 5017 -2006 ) - Бр. ОЦ 4 -3, Бр. ОЦС 4 -4 -2, 5; (ГОСТ 18175 -78 )- Бр. АЖН 10 -4 -4, Бр. КМц4 -1 Магниевые (ГОСТ 14957 -76) - МА 1, МА 2, МА 11 Титановые (ГОСТ 19807 -91) - ОТ 4 -1, ВТ 5, ВТ 9) 28

ПРОИЗВОДСТВО ИСХОДНЫХ ЗАГОТОВОК КОВКОЙ 1 – верхний плоский боек 2 – нижний плоский боек 3 - заготовка КОВКА – способ ОМД, при котором формоизменение исходной заготовки происходит за счет течения металла в стороны, перпендикулярные движению деформирующего инструмента – бойка. + универсальность в отношении веса, формы, размера заготовок +универсальность инструмента и оборудования +высокие мех. свойства заготовок -Трудоемкость процесса -Значительные припуски на мех. обработку 29

ИНСТРУМЕНТ а — плоские бойки; б — вырезные бойки; в — закруглённые бойки; г — обжимки; д — раскатки; е — пережимки; ж — патроны а) Подкладные кольца 31 б) Подкладные штампы

Оборудование для ковки: -ковочные пневматические молоты ГОСТ 712 -71 (G 50… 1000 кг, Mпок=0, 5… 20 кг) -ковочные паровоздушные молоты двойного действия ГОСТ 9752 -75 - (G 1000… 8000 кг, Mпок=20… 350 -700 кг) - ковочные гидравлические прессы ГОСТ 7284 -70 (Р 2… 31, 5 МН, Mпок=700 кг до 62 т и более) - радиально-ковочные машины 32

Основные показатели качества поковок и типы производств Способ ковки Размер, масса Допуск основного размера, мм Параметр шероховатости Rz, мкм Тип производства На молотах и прессах ≤ 250 т 3, 0… 30, 0 80… 320 Единичное, мелкосерийное На молотах в подкладных кольцах и штампах > 10 кг 1, 0… 2, 5 40… 80 Мелкосерийное До 40 Серийное На радиально-ковочных машинах: холодная горячая Ø 150 мм (пруток, труба) 0, 04… 0, 4 0, 1… 0, 6

КУЗНЕЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ Основные (рубка, осадка, протяжка, прошивка, гибка, скручивание, передача) Вспомогательные (биллетировка слитков, кузнечная сварка) Отделочные операции (проглаживание, правка) 34

ОСНОВНЫЕ КУЗНЕЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ Осадка - это кузнечная операция, заключающаяся в увеличении площади поперечного сечения заготовки за счет уменьшения ее высоты 35

ОСНОВНЫЕ КУЗНЕЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ Высадка – осадка части заготовки 36

Формоизменение при осадке Средний диаметр поковки после осадки без учета бочкообразности Величина деформации (Величина осадки) Степень деформации заготовки при осадке (степень осадки) 39

Отделочные операции после осадки: - обкатка по диаметру - правка торцев 40

Выбор молота Вес падающих частей молота, кг Нпок, Dпок – высота и диаметр заготовки после осадки, мм - предел прочности материала при температуре осадки, МПа - степень деформации за последний удар; -для крупных поковок - для мелких поковок Vзаг – объем заготовки, см 3 (1 кгс/мм 2 = 100 кгс/см 2 = 10 МН/м 2 = 10 МПа) 41

Выбор пресса Усилие пресса, МН Нпок, Dпок – высота и диаметр заготовки после осадки, мм - предел прочности материала при температуре осадки, МПа Fпок – площадь поперечного сечения поковки после осадки, мм 2 - масштабный коэффициент Масса слитка, т 0, 5 6 20 50 100 Масштабный коэф ψ 0, 80 0, 70 0, 60 0, 55 0, 5 42

Задача 1 Определить массу падающих частей молота для осадки заготовки из стали 45 σ в = 510 -660 МПа С исходными размерами заготовки Dзаг =200 мм, Нзаг=400 мм до высоты Н пок = 200 мм. степень деформации εk = 0. 025 Задача 2 Определить усилие пресса для осадки заготовки из стали 45 σ в = 510 -660 МПа С исходными размерами заготовки Dзаг =900 мм, Нзаг=1200 мм до высоты Н пок = 700 мм. масштабный коэффициент ψ= 0. 7 43

Марка стали Рекомен. Предел прочности дуемый при температурах интервал ковки, МПа °С Ст3, Ст4, Ст5 1280 -800 50 -70 Сталь 15, 20 1250 -800 50 -80 40, 45 1200 -800 80 -110 50, 55, 50 Г 15 Х, 20 Х, 18 ХГТ, 20 ХГР 30 Х, 35 Х, 38 Х, 40 Х, 45 Х, 50 Х 1180 -800 90 -120 1200 -800 60 -90 1180 -830 70 -120 15 ХГНТА, 20 ХГНР 1200 -900 60 -90 30 ХМА, 35 ХМ, 38 ХВА 1220 -880 90 -110 Примерное назначение Детали неответственного назначения, работающие при умеренных нагрузках Цементуемые детали – валики, рычаги, винты; детали повышенной вязкости – оси, валы, цилиндры воздушные, станицы Приводные и коленчатые валы, диски, фланцы, шестерни, шпиндели Шестерни, штоки, прокатные валки, колёса, эксцентрики Цементуемые детали – валики, шестерни, пальцы небольших размеров Оси, балансиры, шестерни, кулаки, рычаги, коленчатые валы, ключи гаечные, шестерни, поворотные кулаки Детали высокой прочности повышенной вязкости: шестерни, поршневые пальцы, ролики, распределительные валики Валы, роторы, диски и другие детали турбин, шестерни, трансмиссионные валы, работающие при температуре до 450 -480 С. 45

46

47

48

Протяжка (вытяжка) - это кузнечная операция, заключающаяся в удлинении заготовки (или ее части) за счет уменьшения площади поперечного сечения и являющаяся основной формообразующей операцией при ковке гладких, ступенчатых и коленчатых валов, поковок типа шатунов, рычагов и т. п.

протяжка в плоских бойках протяжка в вырезных бойках протяжка в комбинированных бойках 50

Формоизменение при протяжке 1 Уменьшение по высоте (обжатие) 2 Увеличение ширины (уширение) 3 Увеличение длины (удлинение) 4 Уменьшение площади поперечного сечения 51

Формоизменение при протяжке Степень деформации по высоте – относительное обжатие Степень деформации по ширине – относительное уширение Степень деформации по длине – относительное удлинение 52

РАЗНОВИДНОСТИ ПРОТЯЖКИ 1. протяжка с оправкой – операция увеличения длины пустотелой заготовки за счет уменьшения толщины ее стенок Dзаг, dзаг, Lзаг - размеры заготовки, мм Dпок, dпок, Lпок - размеры поковки, мм d 0 – диаметр оправки, мм 57

2. раскатка на оправке – операция одновременного увеличения наружного и внутреннего диаметров кольцевой заготовки за счет уменьшения толщины ее стенок 58

3. Разгонка - увеличение ширины части заготовки за счет уменьшения ее толщины 59

Вспомогательные операции протяжке Наметка (засечка) - для точного распределения металла между отдельными частями поковки. Пережим (перебивку) - для увеличения наметки до глубин уступов или выемок на поковке. а- протяжка концевого участка; б – протяжка выемки 60

Выбор молота при протяжке Вес падающих частей молота, кг - коэф. учитывающий форму бойков (для плоских =1, для вырезных =1, 25) L - величина подачи, см h 0, b 0 – высота , ширина заготовки , см h 0=0=d d - диаметр заготовки, см -Предел прочности при температуре протяжки, МПа - принимаемая степень деформации за один удар 0, 15… 0, 30 61

Выбор пресса при протяжке Усилие пресса, МН - коэф. учитывающий форму бойков (для плоских =1, для вырезных =1, 25) - масштабный коэффициент Нзаг, Взаг, Dзаг – высота , ширина, диаметр заготовки , мм При протяжке круглой заготовки в вырезных бойках Нзаг=Взаг=Dзаг -Предел прочности при температуре протяжки, МПа L - подача, мм 62

ПРОШИВКА Прошивка - основная операция ковки, посредством которой в заготовке получают отверстие (сквозная прошивка) или углубление (глухая прошивка). Прошивку выполняют с помощью инструмента - прошивня (пуансона). Диаметр прошивня равен 1/2 -1/3 наружного диаметра заготовки 63

Основные способы прошивки: Прошивка сплошным прошивнем - для получения отверстий диаметром до 400 -500 мм в высоких заготовках при ковке на молоте и прессе Конечная толщина перемычки для крупных поковок 150 -170 мм 1 – верхний боек 2 – основной прошивень 3 – заготовка 4, 5 – надставки 6 – прорезной прошивень 7 – прошивни 8 - плита 64

Прошивка полым прошивнем – для получения отверстий диаметром более 500 мм, а также для удаления средней ликвационной зоны слитка. 1 – боек 2, 3, 8 – надставки 4 – прошивень 5 – прибыльная сторона 6 – кольцо 7 – подставка 9 - выдра 65

Прошивка на подкладном кольце при Hзаг/Dзаг=1/3… 1/4 1 – заготовка 2 - боек 3 – прошивень 4 – кольцо 5 - выдра 66

Правка заготовки после прошивки а) – обкатка по диаметру б) – правка отверстия (калибровка) 1 – оправка 2 – заготовка 3 – бочкообразный прошивень 67

Формоизменение при прошивке 68

РУБКА Рубка – кузнечная операция по разделению исходной заготовки на части или удаления излишков металла с помощью топора. Рубка с одной стороны 1 – обсечка 2 - квадрат Рубка с двух сторон Удаление заусенца а) односторонним топором б) квадратом 70

Рубка с трех сторон 1 – нижний боек 2, 4 – топоры 3 - заготовка Рубка с четырех (двух) сторон с перемычкой 1 - пластина 71

ГИБКА Гибка - формоизменяющая операция ковки, посредством которой исходной заготовке придают изогнутую форму по заданному контуру. 72

СКРУЧИВАНИЕ Скручивание – формоизменяющая операция ковки, с помощью которой одну часть заготовки поворачивают относительно другой при неизменном направлении оси заготовки в процессе деформирования. Скручивание применяют при ковке многоколенных коленчатых валов, крупных сверл, бурильных инструментов и т. п. 74 1 – груз (противовес) 2 – изогнутая вилка 3, 4 – верхний и нижний бойки

ПЕРЕДАЧА Передача – заключается в смещении одной части заготовки относительно другой (при этом металл деформируется только на небольшом участке). Применяют для получения поковок с односторонними выступами (колен. валы) а) – на смещенных бойках б, в) – на двух и трех квадратных прокладках 1, 3 – верхний и нижний боек 2 – заготовка 4 – подставка 5 - прокладки 75

КОВКИ БИЛЛЕТИРОВКА СЛИТКОВ Биллетировка – вспомогательная операция предназначена для превращения слитка в болванку или заготовку, заключается в обжатии металла в углах слитка с целью предварительного деформирования литой структуры. 76

КУЗНЕЧНАЯ СВАРКА Кузнечная сварка – применяют при ремонтных работах, соединяют отдельные части или концы заготовок. а) – внахлестку б) – применят для соединения крупных кусков металла, а также сталей различных марок в) – стыковая ( для сварки коротких заготовок) г) – для соединения полосового материала 77

ОТДЕЛОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ КОВКИ Проглаживание – служит для придания поковке гладкой поверхности и осуществляется легкими ударами молота или короткими ходами пресса при максимально возможной подаче заготовки. Проглаживание ведут плоскими широкими бойками. 78

Правка – для устранения возникающих в процессе ковки, при охлаждении или ТО искривлений поковки или отдельных ее участков. Обязательна после передачи. Правку проводят: без нагрева (не применяют для металлов с пониженной пластичностью) и с нагревом поковки. 1 – оправка 79 2 – правильный боек

80

81

82

83