Обща характеристика на ковашко-щамповото производство

Автор: Според портала "profznanie.ru"

Пластичната обработка на метали чрез дискретно (прекъснато) действие на универсален инструмент или чрез действието на съответната работна част на специален инструмент (щампо) за придаване на определена форма и размер на тялото се нарича в първия случайковане, а във втория -щамповане. Коването и щамповането са широко използвани методи за получаване на профилирани заготовки и машинни части. Продуктите, произведени чрез коване, се наричат изковки, произведени чрез щамповане -щамповани изковки или части. Коването и щамповането могат да произвеждат продукти с високи механични свойства с минимален разход на метал. Разнообразието от форми, размери и материали на машинните части определя разнообразието от технологични процеси и видове оборудване за ковашко-щамповъчно производство.

Блокове и валцувани продукти се използват като първоначални заготовки за коване и щамповане. В резултат на обработката структурата на оригиналната заготовка се променя: при коване на слитък възниква влакнеста макроструктура; при обработката на деформиран полуфабрикат първоначалните влакна променят посоката си и са ориентирани по протежение на металния поток и формата на продукта. Тъй като влакнестата структура определя анизотропията на механичните свойства на продукта, се препоръчва да се вземе предвид посоката на влакната в детайла. Влакната трябва или да обикалят контура на детайла, или да съвпадат с посоката на максималните работни напрежения в детайла. Изключително нежелателно е да се режат влакната по време на обработката на изковки.

Фигурата сравнява четири варианта за макроструктура на заготовки за производство на зъбни колела, където

а - валцована лента; b - лист; в - лента, разместена по протежение на влакното; g - лента, разместена през влакното;

1 -съоръжения; 2 - празно; 3 - влакно в оригиналния детайл; 4 - зона на сегрегация в оригиналната заготовка; 5 - зона на сегрегация в коването.

Най-добрият детайл в този случай е прът, изместен по дължината на влакното, където радиалната посока на влакното съвпада с радиалната посока на максималните напрежения на огъване, които възникват по време на работата на зъбите на зъбното колело. При други варианти влакната в зъбите ще бъдат изрязани.

Степента на промяна (развитие) на оригиналната структура в изковаването се характеризира косвено откоефициента илистепента на изковаванеK=F0/F1, където F0 и F1 са по-голямата и по-малката площ на напречното сечение във всяка посока преди и след деформация.

Коефициентът на коване показва колко пъти се е променило оригиналното сечение и се използва за изчисляване на оригиналния детайл. С увеличаване на коването механичните свойства на метала в посоката на металния поток се увеличават, но до определена граница. На практика за слитъци от конструкционна стомана се препоръчва за коване най-малко 2,5-3, а за валцувани продукти 1,1-1,3. За стомани от клас карбид, за да се унищожат карбидите, се препоръчва повишено коване - най-малко 10-12.

Изковките като правило се различават от частите, за които служат като заготовки, по форма и размер. Тези различия зависят от несъвършенството на технологията, оборудването за производство на коване и щамповане и свързаните с тях процеси на термична, механична обработка и др.

Слоят метал, поставен върху повърхността на готовата част, за да се гарантира качеството на последната, се наричанадбавка. Поради необходимостта от надбавка, размерите и теглото на изковката се увеличават. В някои случаи е невъзможно или непрактично да се изпълни точната форма на детайла чрез коване и щамповане. Слой метал над надбавката, опростяващ конфигурациятаизковките се наричат припокриване. Застъпванията допълнително увеличават теглото на изковката. На примера на щампована изковка за част от типа на фасонната втулка (вижте фигурата) е показано, че в допълнение към кръговата надбавка 1 по цялата повърхност на частта 2 (защрихована с решетка), на нейната повърхност има обиколки, които изглаждат подрязвания 3 и 4, както и обиколки 5 и b, създавайки наклони за улесняване на отстраняването на изковката от матрицата. Jumper 7 също е вход.

Изковки от една и съща партида не могат да бъдат получени с точно същите размери според номиналните размери на чертежа. Следователно допустимите отклонения (допуски), характеризиращи точността на изковките, се приписват на всички размери на изковките. За сравняване на различни технологични процеси и оборудване по отношение на тяхната ефективност се използва обобщен показател за точност, нареченкоефициент на използване на метал на изковки по време на обработка:Kw = GD / GП където GD и GP са масата на готовия детайл и изковката. Този показател характеризира степента на съвършенство на формата на изковката. В идеалния случай, когато не се изисква механична обработка за изковката, Kw = 1. За свободни изковки, Kw = 0,05-0,3; за горещо коване 0,5-0,8; за студено обемно и листово щамповане 0,8-1

Друг важен показател, характеризиращ степента на съвършенство на технологията на коване и щамповане, е добивътG=GP/GЗ, където GЗ е масата на оригиналната заготовка. При коване от слитък G = 0,3-0,7, при коване от валцувани продукти 0,7-0,9, при горещо щамповане 0,7-0,8, при студено щамповане 0,7-0,9. Продуктът Kim=KwtG е общият коефициент на използване на заготовката за целия технологичен цикъл: при свободно коване Kim=0,02-0,3; с топъл печат 0,3-0,7; по време на студено щамповане 0,6-0,9. Тъй като по-голямата част от разходите за готовичасти - разход на метал, тогава безплатното коване е най-малко изгодно, а студеното щамповане е най-изгодно. Но целесъобразността на един или друг метод на производство се определя от много други фактори, включително възможностите на оборудването, цената на обработката и серията продукти.

Значимостта на ковашко-щамповото производство се потвърждава от огромното разнообразие от получавани продукти, чийто асортимент в нашата страна е около 500 000 вида. Почти всеки машиностроителен завод има цехове за коване и щамповане, които в зависимост от предназначението, производителността, вида на използваното основно оборудване са разделени, както следва:

ковашки работилници безплатно коване; най-често се среща в металургични, корабостроителни и други предприятия; в такива магазини свободното коване на чукове произвежда сравнително малки изковки (с тегло до 1 тон);
цехове за коване и пресоване на свободно коване, произвеждащи изковки със значителна маса (до 350 тона и повече); основните машини-инструменти на такива работилници са хидравлични и парно-хидравлични преси;
ковашки и щамповъчни цехове, произвеждащи изковки с тегло до 1000 kg, предназначени за производство на автомобили, трактори, самолети и други машини на щамповани чукове и преси, хоризонтални ковашки машини;
цехове за студено щамповане, които произвеждат продукти чрез студено щамповане от листов материал за производство на серийни части, които най-често се изпращат за монтаж без значителна допълнителна обработка;
специализирани работилници, които се определят от вида на произвежданите продукти (например пружина, пружина, черупка) или вида на инсталираното основно оборудване (например цех за студена глава).

Ефективност на кованепроизводството на щамповане и качеството на продуктите се определят основно от: · използването на специализирани машини и инструменти; механизация и автоматизация на ковашки и транспортни операции; специализация на цехове за производство на изковки или продукти с ограничено наименование; Подобряване организацията на работното място (организация на производствени линии); · използването на специализирани блокове и периодично валцуване; Подобряване на качеството на нагряване по време на гореща и топлинна обработка - въвеждането на високоскоростни и неокислителни методи на нагряване (електрическо нагряване чрез индукционни и контактни методи, нагряване в неутрална атмосфера). Напредъкът на съвременното машиностроене до голяма степен зависи от състоянието на производството на коване и щамповане, следователно не случайно се обръща сериозно внимание на развитието на тези видове формоване на метал чрез налягане.