Такой процесс, как ковка, используется в единичном и мелкосерийном производстве. Процесс ковки включает в себя обработку находящегося в пластическом состоянии металла с помощью пресса – статическое воздействие, или бойков молота – динамическое воздействие.
При необходимости применяется подкладной инструмент (раскатка, топор, обжимка). Полученное таким способом изделие называется поковка. Форма, а тем более масса поковок могут сильно варьироваться, (например, масса поковки может достигать 350 и более тонн). Разница в том, что небольшие и средних размеров поковки делают из прокатных заготовок, а крупные – из слитков.
Наибольшее распространение для ковки получили пневматические и паровоздушные молоты. Заготовки небольших размеров обрабатывают с помощью пневматических молотов. Принцип работы пневматического молота: имеются два сообщающихся между собой цилиндра, рабочий и компрессорный. В роли упругой связи выступает воздух, который поршнем нагнетается попеременно в верхнюю и в нижнюю часть рабочего цилиндра, что приводит в действие боек, который начинает наносить удары по заготовке. Частота ударов бойка в минуту может быть от 95 до 225. Масса падающей части такого молота может достигать 1000 кг. Распределительное устройство помогает удерживать боек в верхнем или нижнем положениях. Запускается в работу молот с помощью электродвигателя.
Паровоздушные молоты двойного действия используются для обработки поковок средней величины, имеющих массу до 3 т. Падающие части такого молота массой 1- 5 т приводятся в движение с помощью энергии пара или сжатого воздуха, частота ударов в минуту – от 30 до 60.
Для работы с крупными поковками необходимы прессы – гидравлические или парогидравлические. Принцип работы гидравлического пресса построен на законе Паскаля. Идет передача давления величиной до 20 МПа, созданного в рабочем цилиндре, на заготовку через плунжер, траверсу, боек.
Парогидравлические прессы отличаются от гидравлических тем, что в них имеется мультипликатор, который способен усиливать давление до 60-80 МПа. Вода подается в рабочий цилиндр от мультипликатора.
На уникальных современных прессах можно обрабатывать слитки массой до 500 т потому, что такие прессы имеют рабочее усилие до 2000 меганьютонов.
Предназначенную для обработки заготовку располагают между подвижным верхним и неподвижным нижним бойками пресса или молота. Направление деформации, или, другими словами, течение металла заготовки указывают поверхности бойков и подкладных инструментов, которые контактируют с ним.
При протяжке поперечное сечение заготовки уменьшается, а ее длина – увеличивается. Заготовку располагают поперек бойков, передвигают и кантуют ее на 90 градусов после каждого обжатия. Сначала куют на квадрат, при этом скорость деформации самая большая, а далее, при необходимости, заготовку скругляют или формуют. Для ускорения протяжки используются закругленные раскатки и бойки, которые увеличивают удлинение за одно обжатие.
В процессе ковки металла, осадки у заготовки увеличивается поперечное сечение за счет высоты. При гибке заготовка зажимается между бойками молота, необходим местный нагрев заготовки. Чтобы получить одинаковое сечение и в месте изгиба, и по всей длине заготовки, предварительно необходимо сделать высадку – осадку части заготовки. Чтобы прошить отверстия, в заготовку до половины ее толщины вбивают прошивень, далее заготовку следует перевернуть и пробить отверстие насквозь. Бочкообразная оправка помогает выровнять или расширить отверстие.
Отрубка делается топорами. Для выглаживания мелких поковок используются гладилки, а крупных – с помощью легких ударов бойков молота. Могут использоваться для отделки подходящие обжимки.
Можно понять даже неопытному человеку, что процесс ковки не из легких, но зато какую красоту мы можем лицезреть в виде самых разнообразных кованых изделий!
