Инструмент для машинной ковки

Инструмент для машинной ковки

Инструмент для машинной ковки подразделяют на три группы: основной технологический; поддерживающий (вспомогательный); измерительный .

К основному технологическому инструменту относятся различные типы бойков, закрепляемых на прессах или молотах, и подкладной инструмент (кузнечные топоры, обсечки, раскатки, пережимки, прошивни, оправочные кольца и кольца для осадки, оправки, обжимки, подкладные штампы и др.) , который в процессе ковки не закрепляют.

Бойки, используемые на молотах и прессах, бывают трех видов — плоскими, вырезными и комбинированными.

Плоские бойки (рис. 10.33, а) применяют для ковки поковок квадратного и прямоугольного сечений, выполнения большинства основных операций ковки, а также для правки, сглаживания поверхностей и т.д. Плоские бойки являются универсальным инструментом, их размеры зависят от типа и мощности ковочного оборудования. Например, размеры зеркала бойков пневматических молотов с массой ударных частей 75 и 250 кг равны соответственно 145×65 и 225×90 мм, а паровоздушных молотов с массой ударных частей 1000 и 2000 кг — соответственно 400×240 и 530×300 мм.

Вырезные бойки (рис. 10.33, б), применяющиеся для ковки круглых поковок типа осей и валов, имеют ограниченное применение и относятся к специализированному инструменту.

Более широкое применение получили универсальные комбинированные бойки (рис. 10.33, в): плоский верхний и вырезной нижний. Эти бойки, как и вырезные, применяют при ковке поковок круглого сечения, но они более универсальны, так как одна пара комбинированных бойков позволяет изготовлять круглые поковки более широкого диапазона по диаметру.

На молотах бойки прочно закрепляют с помощью паза 2 типа «ласточкин хвост» и клиньев 3 (рис. 10.33, г): верхний боек 5 — на бабе 4 молота, нижний 6 — в его шаботной вставке 7. В поперечном и вертикальном направлениях бойки фиксируются клиньями, а в продольном удерживаются с помощью сухаря, вставляемого в гнездо 1.

На ковочных прессах нижний боек (рис. 10.34, я), как правило, состоит из двух частей: основания 3, закрепленного болтами на неподвижной поперечине пресса, и рабочей надставки 2 с клиновым креплением/в основании. Верхний боек крепят к подвижной поперечине пресса или с помощью клиньев, или специальными болтами и шпонками.

При работе на комбинированных бойках целесообразно нижний боек заменить на составной (рис. 10.34, б), состоящий из основания 4 и рабочей накладки 5, имеющей форму вырезного бойка. Рабочая накладка фиксируется в основании 4 с помощью запрессованных в нем штырей 6. Когда отпадает надобность в вырезном бойке, рабочую накладку снимают и работают на нижнем плоском бойке. Для удаления окалины, попадающей в штыревое отверстие в основании, это отверстие соединяют каналом с транспортным отверстием 7.

Бойки, рабочие сменные накладки и вкладыши к бойкам изготовляют из сталей 50, 50Г, 40ХН, 5ХНВ, 5ХГМ и подвергают термической обработке до твердости HRC3 40 … 45. Кромки бойков по периметру рабочей поверхности должны быть скруглены для предотвращения острых нажимов (уступов) на поковках, которые могут затем перейти в дефекты (трещины, плены). Скругление кромок выполняют также в соответствии с требованиями безопасности труда.

Подвергаемые ударным нагрузкам бойки рекомендуется перед работой подогревать до 150 . . . 200 ° С для обеспечения их высокой стойкости. Технологический инструмент и приспособления, нагреваемые при эксплуатации, следует периодически контролировать на твердость и при необходимости подвергать повторной термической обработке.

На рис. 1035 показаны топоры для отрубки. В большинстве случаев, когда к качеству торцов заготовок не предъявляют повышенных требований, для отрубки используют двусторонний топор (рис. 10.35,а). Односторонний топор (рис. 10.35,6) применяют для отрубки поковки с ровными без уклонов торцами, трапецеидальный (рис. 10.35, в) — для отрубки круглых поковок в вырезном бойке, фасонный (рис. 10.35, г) — для отрубки поковок сложной конфигурации.

Крупные топоры устанавливают на заготовку краном или с помощью монорельса, мелкие — вручную за рукоятку. При отрубке обух топора следует устанавливать строго параллельно верхнему бойку. Ширина В и длина L обуха, ширина лезвия и высотаЯ топора определяются соответствующими ГОСТами и выбираются в зависимости от размеров отрубаемой заготовки.

Например, ГОСТ 11.429—75 на топоры двусторонние устанавливает следующие размеры: В = 18 … 50 мм; L = 100 . .. 360 мм; = = 6 … 18 мм; # = 36 . . . 200 мм.

Материалом для топоров служит сталь марки 35ХМ, термически обработанная до твердости HRC3 42 … 46. Отрубку небольших заготовок из углеродистой стали можно выполнять топорами из того же материала с термической обработкой во избежание быстрого оплывания кромок и выхода топора из строя. Для отрубки заготовок из легированной стали применяют топоры, изготовленные из инструментальной стали, например 5ХНВ.

Обсечки (рис. 10.36) используют в качестве надставок к топорам соответствующих типов, а также для удаления заусенцев, появившихся при отрубке на торцах поковок. Этот инструмент изготовляют из сталей тех же марок,что и топоры.

Раскатки (рис. 10.37), применяющиеся ддя интенсификации протяжки и осадки, могут быть круглыми, полукруглыми или плоскими. Использование раскаток позволяет локализовать деформацию, т. е. сосредоточить ее на небольшом участке и обрабатывать поверхность поковки не всю одновременно, а поэтапно. При этом требуются значительно меньшие усилия деформирования и достигается интенсивная деформация металла под раскатками, хотя время обработки увеличивается.

Пережимки, применяющиеся ддя образования пережимов при ковке уступов, выемок и выступов на валах, позволяют произвести предварительную разметку заготовок и повысить точность обработки. В зависимости от формы пережимов применяют пережимки треугольные равносторонние и разносторонние, а также круглые и фасонные. По конструкции и материалу пережимки аналогичны раскаткам, но имеют меньшие размеры.

Прошивни, использующиеся ддя получения отверстий и углублений в поковках, бывают коническими (рпс.Ю.38, а), цилиндрическими сплошными (рис. 10.38, б) и цилиндрическими пустотелыми (рис. 10.38, в). Изготовляют их из сталей марок 40Х, 50Х, 5ХНВ, 15ХГМ, а затем подвергают закалке и отпуску до твердости HRC3 39 . . . 44. Из аналогичных материалов изготовляют и бочкообразные прошивни (рис. 10.38, г) ддя калибровки прошитых отверстий и увеличения их диаметра.

При ковке пользуются также справочными кольцами (рис. 10.39, а) , имеющими коническую форму и изготовляемыми из стали марки 50.

Кольцо для осадки (рис. 10.39, б) имеет стенку большой толщины, что вызвано значительными нагрузками, которым подвергается инструмент при ковке поковок с отростками. Материалом ддя изготовления этих колец являются стали марок 35 … 50 или 5ХГМ.

Оправки применяют для протяжки полых и раскатки кольцевых заготовок. В первом случае используют оправки нормальной длины (до 3350 мм) и удлиненные (до 8500 мм). Для облегчения съема поковок наружную рабочую поверхность оправок выполняют с уклоном. С целью охлаждения оправки имеют вдоль оси отверстие ф 90 . . . 140 мм, по которому пропускают воду. Оправки для раскатки кольцевых заготовок выполняют в форме сплошного цилиндра ф 200 . . . 1000 мм и дайной 1250 . . . 8000 мм.

Обжимки бывают двух типов: пружинными, имеющими общую ручку для двух половин (рис. 10.40, а) , и разъемными (рис. 10.40, б). Этим инструментом пользуются при ковке круглых, квадратных и шестигранных поковок с повышенной точностью размеров и формы. Пружинные обжимки применяют для поковок диаметром до 70 мм, разъемные — до 200 мм. Изготовляют обжимки из стали марки 50 с последующей термообработкой до твердости HRC3 40 … 45.

Подкладные штампы целесообразно применять для изготовления одинаковых поковок небольшими партиями. Они отличаются простотой конструкции и тем, что не закрепляются на прессе или молоте. На рис. 10.41, а показан подкладной штамп, состоящий только из одной нижней половины. Последнюю укладывают на нижний боек и, поместив в нее нагретую заготовку, ударами верхнего бойка осуществляют формоизменение в полости штампа. Этот штамп прост и дешев в изготовлении.

На рис. 10.41, б показан более сложный штамп, состоящий из верхней 1 и нижней 3 частей, центрирующихся друг относительно друга с помощью направляющих колонок 2. Нижнюю часть штампа помещают на плоский боек с помощью рукояток 4 и укладывают в ее полость нагретую заготовку. Затем по колонкам устанавливают верхнюю часть штампа и нажатием верхнего бойка пресса или ударами молота деформируют заготовку. После того как металл заполнит полость штампа, снимают верхнюю часть последнего и вынимают поковку из нижней части. Применение подкладных штампов позволяет уменьшить отходы металла, повысить точность поковок и производительность труда.

Металлические рукоятки для подкладного кузнечного инструмента изготовляют из стали марки 30 ф 6 … 25 мм в зависимости от размеров и типа инструмента. Концы рукояток закрепляют в отверстиях в инструменте либо заковкой в горячем состоянии, либо с помощью сварки.

Поддерживающий инструмент. К этому инструменту относятся клещи, захваты, патроны и другие приспособления. Типы и конструкции клещей, а также применяемые для их изготовления материалы были рассмотрены в § 5.2. Размеры клещей установлены соответствующими ГОСТами.

На крупных молотах и прессах обрабатывают заготовки такой массы, что для их перемещения в процессе ковки приходится пользоваться различными механизированными захватными приспособлениями, специальными патронами, кантователями, ковочными манипуляторами, кран-балками и др.

На рис. 10.42 показано приспособление для кантовки и перемещения заготовки в процессе ковки с помощью ваг 2 и цепи 1, подвешенной к крану у молота.

Для удерживания и кантовки крупных квадратных заготовок используют ручной кантователь, называемый воротяжкой (рис 10.43). Она состоит из полухомутов 7, скрепленных болтами 4. Рукоятки 3 и уголки 2 со шпандырем 1 служат для кантовки и перемещения заготовки 6, подвешенной на цепи 5.

Для захвата и перемещения крупного слитка при ковке на прессах используют подвешенный на цепи крана патрон в виде длинной круглой штанги с головкой. При применении обыкновенного патрона (рис. 10.44, а) на прибыльной части слитка оттягивают хвостовик, которым слиток вставляют в отверстие головки патрона. На противоположиом конце штанги для равновесия всего приспособления размещают противовес. Общая длина патрона с противовесом достигает 11 500 мм, длина головки патрона — 2000 . . . 2800 мм, внутренний диаметр головки — 300 . . . 800 мм.

Захват слитков, у которых хвостовик предварительно не оттянут, осуществляют за прибыльную часть клещевым патроном (рис. 10.44, б). Верхняя подвижная губка 1 патрона может поворачиваться вокруг оси 6. Нижняя губка 7 неподвижно закреплена на штанге-про- тивовесе 5. На последнем имеется выступ 3, под который закладывают планку 2 при закрытии клещей. Открывают клещи патрона рычагом 4.

На участках машинной ковки крупных поковок около ковочного оборудования устанавливают консольные поворотные к р а н ы. Крупные краны полностью механизированы, все их движения осуществляются с помощью электродвигателей. Консольные краны применяют для перемещения заготовок от печей к ковочному оборудованию, а также поддерживания, кантовки и подачи заготовок в процессе ковки. Около молотов малой мощности с массой ударных частей до 1 т устанавливают консольные краны с ручным поворотным механизмом. На цепь крана подвешивают «сокол», с помощью которого забивают и выбивают клинья для крепления бойков, а также производят высадку длинных заготовок.

Прогрессивным вспомогательным оборудованием является ковочный манипулятор, предназначенный для загрузки печей заготовками и выгрузки их, а также подачи заготовок от печи к ковочному оборудованию и манипулирования ими в процессе ковки. Различают ковочные манипуляторы разных типов и грузоподъемности — мостовые, напольные рельсовые и безрельсовые, подвесные и др.

Безрельсовый напольный манипулятор (рис. 10.45) предназначен для работы со слитками массой до 10 т. Все механизмы и системы управления манипулятора установлены на раме б четырехколесной тележки с ведущими поворотными задними колесами 5. На этой же раме установлен хобот 3 с приводным механизмом 2. Хобот с помощью клещей 4 может перемещать заготовку в вертикальном направлении и поворачивать ее вокруг продольной оси. Перемещение заготовки вперед — назад и ее поворот в горизонтальной плоскости выполняют, поворачивая всю машину. Привод колес и механизма хобота осуществляется электродвигателями. Управляет манипулятором оператор с пульта 1, установленного на тележке. Подобные манипуляторы, работающие синхронно с ковочными агрегатами, повышают не только производительность труда, но и точность поковок.

Контрольно-измерительный инструмент. При машинной ковке используют такой же измерительный инструмент, как и при ручной. Кроме того, применяют инструмент и приспособления для определения больших размеров, например линейки длиной до 2 м с ценой деления 5 мм. Вместо малка удобнее пользоваться набором угольников с углами 5, 10, 15 , 30 , 45 , 60 и 90 Дня проверки линейных размеров кузнецы пользуются длинными линейками, изготовленными из уголков № 20. На линейке в соответствующем необходимому размеру месте наносят мелом метку или риску и прикладывают линейку к горячей поковке, контролируя таким образом размер последней.

Высоту поковок можно измерять с помощью линеек, установленных на станине пресса, и стрелки, закрепленной на его подвижной траверсе (поперечине). По перемещению ползуна определяют размеры поковки в процессе ее деформирования.

Все более широкое применение находят бесконтактные методы измерения, позволяющие не только улучшить условия труда рабочих, но также повысить точность измерений и сократить время их исполнения. Так, автоматическое измерительное устройство с радиоактивными .датчиками (рис. 10.46) определяет основные размеры поковки в процессе ковки и по достижении требуемых размеров подает электрические импульсы в блок автоматического управления ковочным прессом, работающим по заранее разработанной программе. На подвижной поперечине пресса смонтирован источник 3-излучения типа БИ-1. Рядом с прессом на стойке расположен механизм перемещения каретки; на нем имеются два газоразрядных счетчика, разделенных металлическим козырьком. Перед началом ковки каретку устанавливают в положение, соответствующее заданному размеру поковки. Осуществляют это с помощью электродвигателя Д, который через редуктор вращает ходовой винт для вертикального перемещения каретки. Включение и выключение электродвигателя каретки выполняет оператор с пульта управления. Положение каретки непрерывно фиксируется на стрелочном указателе с помощью сельсинной связи СД-СП.

Во время рабочего хода при приближении поперечины к заданному положению смонтированный на ней источник |3-излучения сначала облучает верхний газоразрядный счетчик каретки, от которого электрический импульс после усиления в электронно-релейном блоке подается в блок управления и используется для подачи сигнала «Внимание!» Затем, когда подвижная поперечина достигнет положения, соответствующего заданному размеру поковки, происходит облучение нижнего газоразрядного счетчика. Подающийся от него электрический импульс используется для автоматической остановки и подъема поперечины пресса в верхнее положение и подачи оператору светового сигнала «Стоп».

На основе автоматического определения размеров поковок с помощью радиоактивного датчика разработан ряд схем автоматизации управления ковочными прессами.

Комментариев нет »

Комментариев нет.

RSS-лента комментариев к данной записи. TrackBack URI

Оставить комментарий