Технология процесса ковки

Процесс ковки заключается в обработке находящегося в пластичном состоянии металла посредством ударов бойков молота или давления пресса. Первым способом оказывается динамическое воздействие, вторым – статическое. Если есть необходимость, в процессе ковки используются подкладной инструмент. Металлическое изделие, получаемое в результате ковки, называется поковка. Варианты формы поковки, ее размеров и массы бывают самые разные. Форма зависит от желания и мастерства кузнеца, масса варьируется от нескольких грамм до 350 тонн. Размер поковки зависит от вида металлической заготовки. Если это цельный слиток металла, размеры поковки будут значительны, если ковке подвергаются прокатные заготовки – поковки будут небольшими.
На выбранную нагретую заготовку инструментально воздействуют с двух сторон – нижняя часть инструмента неподвижна – это подкладной инструмент. В качестве подкладного инструмента используют топор, обжимку или раскатку. Сверху на заготовку многократно прерывисто воздействуют бойки молота и пресса. Одновременное воздействие поверхностей подкладных инструментов и бойков приводят к деформации заготовки, что определяет направление течения металла, и постепенно придает заготовке желаемую форму и размеры.
Процесс ковки характерен для единичного или мелкосерийного производства, часто изделия, получаемые в результате ковки, являются уникальным.

Основные приемы ковки

К основным приемам ковки относятся протяжка, осадка, гибка, пробивание или прошивание отверстий, выглаживание и рубка.
В результате протяжки за счет уменьшения поперечного сечения заготовки увеличивается ее длина. Перед протяжкой, для увеличения скорости деформации, заготовке придается форма квадрата, который потом при необходимости формуется или скругляется. Заготовка готова для протяжки. Потом подготовленная таким образом заготовка выкладывается поперек бойков молота, передвигается и после каждого отжатия кантуется на 90 градусов. Для ускорения процесса протяжки раскатки и бойки должны быть закруглены. Это позволяет добиться большего удлинения за одно отжатие.
При осадке происходит увеличение поперечного сечения заготовки за счет ее высоты. Если осадке подвергается только часть заготовки, то такой прием называется высадкой.
Чтобы осуществить гибку, нужное место заготовки нагревается, а по всей длине заготовки в месте изгиба производится высадка. Это позволяет добиться одинаковой площади сечения будущего изделия. Потом заготовка зажимается между бойками молота и осуществляется гибка.
Чтобы прошить в изделии отверстие, до половины толщины заготовки вбивается прошивень, потом заготовка переворачивается и отверстие пробивается насквозь. Далее с помощью бочкообразной оправки полученное отверстие расширяется и выравнивается. Обрубка заготовки под молотом осуществляется топорами.
Выглаживание. Если необходимо выгладить крупную поковку, это делается легкими ударами молота. Для мелких поковок используют гладилки. При отделке изделия можно использовать подходящие обжимки.

Инструмент для ковки.

Из всех существующих видов молотов наиболее распространены пневматические и паровоздушные молоты.
Пневматический молот используется для обработки небольших заготовок. Работу такого молота обеспечивает электродвигатель, а сам молот состоит из компрессорного и рабочего цилиндров, которые сообщаются между собой. При работе молота роль упругой связи играет воздух. Он нагнетается поршнем попеременно в верхнюю и нижнюю части цилиндра, а в этого результате бойком молота наносятся удары на заготовку. Масса падающей части пневматического молота может быть от 75 до 1000 килограммов, а число ударов в минуту – от 95 до 225. . Распределительные устроены таким образом, что боек удерживается в верхнем или нижнем положении, прижимая заготовку к нижнему бойку.
Поковки средней массы обрабатываются паровоздушными молотами двойного действия. Работа такого молота обеспечивается энергией сжатого воздуха или пара при давлении 100-800 кПа. Масса падающей части этого вида молота составляет 1-5 тонн, а число ударов в минуту достигает 30-60.
Крупные заготовки обрабатываются с помощью гидравлических и парогидравлических прессов. Принцип действия гидравлического пресса базируется на законе Паскаля. Под давлением в рабочем цилиндре (до 20 МПА) происходит воздействие на заготовку через плунжер, траверсу и боек. Парогидравлический пресс отличается от гидравлического тем, что вода в рабочий цилиндр поступает не посредством насоса, а посредством мультипликатора, который усиливает давление до 60-80 МПа. Рабочее усилие современных гидравлических и парогидравлических прессов достигает нескольких сотен меганьютонов. Уникальные прессы могут развить усилие до 2000 меганьютонов, что позволяет обрабатывать заготовки массой до 500 т.