Розгін, Контент-платформа
Мал. 108. Схема операції розгонки завширшки:
1 - верхній та 2 - нижній бойки
Розгін(див. табл. 18). Ця операція призначена для місцевого розширення заготівлі без збільшення її довжини. Найчастіше розгонці підлягає частина заготівлі, яка попередньо стискається звичайним плоским бойком, а потім при
за допомогою спеціального підкладного інструменту метал розганяється завширшки (рис. 108). На рис. 108 а вгорі показана початкова, а внизу - кінцева стадії розгонки. На рис. 108 б дана в іншій проекції проміжна стадія. Зазвичай розгону піддають відносно низькі заготовки, тому розгінний інструмент застосовують для обтиснення тільки однієї сторони заготівлі, тоді як інша сторона знаходиться на великій поверхні плоского бойка. Після розгону деформовану ділянку обробляють плоскими бойками для згладжування гребінців-виступів між сусідніми обтисканнями.
Підкладний інструмент, що застосовується для розгонки, може бути круглим, напівкруглим, овальним і навіть прямокутним. На рис. 108 показаний напівкруглий інструмент для розгону. Між довжиною та поперечним розміром інструменту витримується відношення в межах 5-10, що забезпечує переважний перебіг металу перпендикулярно до довжини інструменту. При відносинах, рівних 3-4, подовження мізерно малі. Величини питомих зусиль з боку розгінного інструменту і нижнього бойка на метал обернено пропорційні площам проекцій відповідних контактних поверхонь, тому обтискання при розгонці відбувається в основному за рахунок деформації металу з боку інструменту розгонки. Якщо товщина заготовки значна (див. верхню позицію рис. 108, а), то обтискання по висоті та розширенню. е поширюються не так на всю її товщину. Якщо ж заготівля настільки тонка (абопопередньо обжата), що при розгонці за один прохід інструмент занурюється в заготовку не менше ніж на 50% її висоти, деформація поширюється на всю товщину заготовки. При цьому метал спочатку деформується тільки з боку інструменту розгону під дією великих питомих сил. Обсяг фізичного вогнища деформації в цей період значно менше обсягу геометричного вогнища деформації.
На зазначеній стадії створюються умови для деформації та в іншій частині геометричного вогнища деформації, що відбувається під впливом двох процесів; 1) внаслідок деякого вигину заготовки бічні її частини піднімаються і площа контакту скорочується, це призводить до зменшення різниці у питомих зусиллях з боку бойка та розкочування;
2) поперечні деформації, що створюють розтягувальні напруги ще не деформованому шарі металу, полегшують його деформацію.
При розгоні шириною загальне розширення складається з приватних розширень при кожному обтисненні даного проходу. Це відбувається в результаті спрямування подач упоперек заготівлі. Деформації при розгоні можуть бути розраховані так само, як і при протяжці без кантування. Протяжка без розширення та розгін є крайніми випадками загального процесу висотного обтискання з різноспрямованими поперечними деформаціями.
Вище було описано розгін заготовки прямокутної форми. Однак розгін широко застосовують також для заготовок круглої форми, наприклад для зменшення товщини і збільшення діаметра дискових поковок, які зазвичай мають маточину, що не бере участі в розгонці, з отвором або без нього. Розгін виконують по колу зазвичай впритул до ступичної частини поковки, причому використовують плоский інструмент круглого і овального перерізів (залежно від діаметрів маточини і самого диска), який повиненбути спеціалізованим. При куванні на молотах розгін відбувається при кругових подачах. На пресах влаштовують поворотні механізми повороту верхнього бойка, що дозволяє здійснювати розгін без переміщення заготовки.
Мал. 109. Розгін суміжних обтискань плоским бойком (а), вейєрна розгін (в) і розгін бойками, розташованими по дотичній до маточини диска (в)
I, 2 і т. д. - номери обтискання
Мал. 110. Схема конструкції «плаваючих бойків» для розгону:
I-верхня плита; 2-бойки; 3-поковка диска; 4-центруючий стрижень; 5 - нижня плита
Розгін поля диска на Пресі за схемою, показаною на рис. 109 а, відбувається з перекриттям частини вогнища деформації попереднього обтиснення.
Тільки при першому обтисканні вогнище деформації відповідає прямокутній формі бойка, який має виточення для розміщення в ній маточини диска. Про форму вогнища деформації при наступних обтисканнях після повороту бойків на деякий кут можна судити з заштрихованих ділянок. Змінюючи ширину бойка і відповідно кут повороту при розгонці, можна отримати різні співвідношення розмірів вогнища деформації та інтенсивність процесу розгонки. Дуже широкий бойок недоцільний через велику утяжку по маточині (зменшення її висоти). Надмірно вузький бойок призводить до небажаного згинання полотна диска і не забезпечує прийнятної продуктивності. Режим розгону "хрест на хрест" (замість послідовно суміжних обтискань) характеризується великим допоміжним часом на збільшені повороти бойка.
У спеціалізованому виробництві вельми технологічна віялова розгін дисків бойками, оконтуреними прямими, що проходять через вісь диска (рис. 109, б). Не менш перспективним є розгінний інструмент,розроблений-невим. Розташування бойка (рис. 109, в) по дотичній лінії до маточини забезпечує розгін без утяжини по маточці і без вигину полотна. При напрямку подач проти годинникової стрілки осередки деформації (див. штрихпунктир) мають віялову форму, утворену дотичними до контуру маточини. Протилежний напрямок подач супроводжується утворенням вогнищ складнішої форми. Варіюючи формою бойків у плані та напрямом подач, можна керувати течією металу при розгоні з переважанням у потрібному напрямку зсувної або нормальної деформації.
Відома конструкція розгінного інструменту у вигляді плаваючих бойків (рис. ПЗ). Як і при звичайній розгоні, бойки розташовані діаметрально, але кожен з них (верхній і нижній) складається з двох частин, що радіально переміщаються від осі диска і розтягують пружини (напрями вказані стрілками). Кут визначають по кресленню поковки, а кут ветта - конструктивно. При великому вугіллі ветта швидкість радіального руху бойків у процесі обтискання диска перевищить швидкість перебігу метал-
ла в цьому напрямку і розгін буде відбуватися в умовах активного тертя. У цьому випадку змащувати поковку та бойок не слід. Якщо кут ветта малий (менше кута тертя), то розгін здійснюється з тертям опорної дії і мастило обов'язкове. Деформація при розгоні плаваючими бойками полегшується (зусилля зменшуються у 2 рази), напуски зменшуються. Небажане збільшення отвору диска може запобігти водоохолодженню центруючого стрижня.
Освіта уступів, виступів, виїмок. Для точного розподілу металу між окремими частинами покування заготовку розмічають (вимірювальним інструментом або шаблонами). По розмічених місцях наносять поглиблення, які називаються засічками або намітками.Намітний інструмент має вигляд круглих або кутових стрижнів. Намічені поглиблення збільшують до висоти уступу, виступу чи виїмки. Відповідний інструмент називається перетисканням (рис. 111). Профіль перетискань вибирають відповідно до необхідного контуру уступів або виїмок на поковці. Для отримання одностороннього уступу (рис. 112 а) надходять так, як було зазначено вище, і потім обтискають метал до рівня поглиблення (на величину дельта Н). Велика контактна площа з боку нижнього бойка забезпечує низькі питомі зусилля, і обтискання відбувається лише з допомогою дії верхнього бойка. Аналогічно одержують двосторонній уступ (рис. 112, б). В цьому випадку важливо, щоб деформація була однаковою з боку робочої поверхні. Для отримання виїмки (рис. 112 в) її розмічають, крім того, намічають у відповідних місцях заготовки поглиблення, між якими метал потім обтискають. Тут також потрібне зосередження зовнішньої сили у верхній частині заготівлі. Для цього під верхній бойок підкладають плоске розкочування і цим домагаються переважної деформації металу у верхній частині заготовки. Отримання двох виїмок по обидва боки поковки показано на рис. 112, р.
Якщо на поковці необхідно отримати виступ, то його отримують з двох уступів, що виконуються по обидва боки щодо виступу.
Мал. 111. Пережим заготовки та інструмент:
а - кругла розкочування; б - трикутне рівностороннє перетискання; в - прямокутне перетискання; г - фасонне перетискання; д - пережимання про опуклими гранями; е — напівовальне пережимання
Рис, 112. Схеми операцій освіти уступів, виїмок, виступів та їх комбінацій
па (рис. 112, буд). Аналогічно одержують двосторонній виступ. На рис. 112, е показана відносно складна поковка,відкована в результаті утворення комбінації уступів, виступів та виїмки, причому кінці поковки при підкочуванні отримали круглий переріз – ділянки 1 та 5; суміжно з ними ділянки 2 та 4 - квадратний переріз при відтяжці; середня ділянка 5, на якій зверху знаходиться виїмка, а знизу виступ, має прямокутний переріз. Аналогічно описаному можна отримувати поковки з двома, трьома уступами, подвійними виїмками та виступами складної форми.
Розміри та їх співвідношення для уступів та виїмок регламентовані стандартами. Для молотових поковок (ГОСТ 7829-70) уступи на кінцях поковок довжиною більше 15 мм і проміжні уступи довжиною більше 10 мм кують без спрощення форми поковок (без напусків), якщо відповідний розмір виступу, що прилягає до уступу, що розглядається, не менше 40 мм. Для пресових поковок, згідно з ГОСТ 7062-67, не передбачається отримання уступів і виїмок менше 13 мм, якщо розмір виступу, що примикає до уступу, дорівнює 200 мм і більше. Виступи та бурти довжиною понад 45 і 30 мм відповідно кують без напусків, що спрощують креслення поковки. Розрахунки для утворення уступів, виїмок, виступів, буртів, фланців та подібних елементів покування засновані на положенні про незмінність обсягу металу при деформації.
Передача металу (див. табл. 18). Ця операція полягає у зміщенні однієї частини заготовки щодо іншої, причому деформується метал лише у проміжку між ними (рис. 113). В результаті передачі вісь заготовки стає ступінчастою. Розрізняють передачу металу в одній та двох паралельних площинах. При передачі в одній площині (рис. 113 а) після намітки і перетиску заготовки зміщують праву її частину відносно лівої, нерухомої в площині /. Якщо передачу здійснюють на пресі з рухомим столом, то зсувають нижній бойок щодоверхнього. При роботі на молоті на нижній бойок під заготівлю поміщають плоску гуркіт або спеціальну підкладку. Геометричний осередок деформації як обсяг металу між контактними поверхнями інструменту тут відсутній. Фізичний осередок деформації дуже мало розвинений і є незначним обсягом металу в області зсуву волокон при подачі металу.
Мал. 113. Схема операції переочі металу:
1- заготівля після намітки та перетиску; 2 - заготівля на зсунутому нижньому бойку; 3 - заготівля після передачі
Передачу у двох площинах (рис. 113 б) виконують аналогічно передачі в одній площині, але між перетисканнями в площинах / і // розміщується деякий об'єм металу, який в основному і становить фізичний осередок деформації. Шия, що утворюється, зазвичай є майбутньою цапфою (наприклад, при виготовленні кривошипних валів). Під час передачі довгий кінець заготовки, що зміщується, потрібно підвішувати на ланцюгу за допомогою крана і опускати його по ходу передачі. За відсутності крана використовують набір підкладок, які при опусканні кінця заготовки видаляються послідовно. Щоб уникнути шкідливої дії
перерізання волокон, намітку та пережим виконують інструментом з великим радіусом закруглення кромок. При передачі двох і більше площин перерізання волокон малоймовірно.
У процесі передачі металу відбувається утяжка їх у місцях, позначених на рис. З літерою y Для компенсації утяжки висоту заготовки доводиться збільшувати по відношенню до поковочного розміру на 15-25%. Після закінчення операції надлишковий метал розганяється, що дає можливість отримувати ребра поковки з невеликими закругленнями радіусами.
Гнучка та інші операції (див. табл. 18). Операція згинання при куванні на молотах і пресах відбувається міжпідкладними опорами. Ця операція не вимагає великих зусиль і зазвичай здійснюється за зниженої температури (850-950 ° С). У зоні розтягування при згинанні утворюється утяжина, для компенсації якої перед згинанням на заготівлі виконують відповідне потовщення. Якщо цього не вдається зробити, то після гнуття поковку доводиться додатково підправляти. У зоні стиснення можуть утворитися складки, уникнути яких можна при великому радіусі кута вигину. Якщо цей радіус = 0,5 H0, то довжину заготовки L0 при згинанні розраховують по середній лінії поковки. При меншій товщині заготівлі її довжину визначають як суму прямолінійних ділянок поковки, при цьому кожен кут вигину додають по 0,25 H0. На обрізання кінців поковки до довжини заготовки додають до 3 Н0 залежно від гнутого радіуса. Докладніше процес згинання розглянутий в гол. VII.
Крім описаних у ковальському виробництві застосовують й інші операції: наприклад, скручування (при виробництві колінчастих валів), окуповування (при виготовленні резервуарів), зварювання та деякі інші. Значна кількість операцій відбувається у підкладних штампах. Більшість з них розглянуті на описі прикладів технологічного процесу кування.