Операции ковки: протяжка, оттяжка, разгонка, раскатка, гибка металла

Рассмотрим подробно операции ковки, с видео и рисунками.

Возможно, вам понадобятся следующие ссылки:

Где купить молоток https://fas.st/Jzz1Zf
Где купить наковальню https://fas.st/ujTE_
Где купить клещи.
Как сделать клещи тут, а здесь упрощенный вариант из строительных.
Как сделать наковальню своими руками.

Введение

Новшества кузнечного ремесла касаются лишь усовершенствования приемов ковки, основа же остается неизменной вот уже на протяжении сотен лет. Как и раньше технологическая обработка металлов заключается во взаимном скольжении зерен, вследствие чего они вытягиваются, ключевым моментом процесса является направление вытягивания зерен – по течению металла. При этом волокнистость металла обеспечивается вытягиванием неметаллических вкраплений. За счет высокой температуры металл приобретает высокие механические свойства в процессе увеличения размера зерен.

Техника выполнения ковки металла подразумевает его обработку в нагретом состоянии, поскольку высокая температура обеспечивает пластичность, а так и податливость материала. Но холодная обработка металла не исключена, хотя и требует дополнительного оборудования, в то время как для горячей обработки металла основными инструментами являются молот (ручной молоток или механический молот) и наковальня, а для холодной ковки – специальные станки и болгарку.

Видео: как бить молотком

Строгое соблюдение термических условий ковки, позволит упростить работу с металлом и тонко прочувствовать изменения пластичности металла в процессе остывания для придания ему желаемых качеств.

В зависимости от вида стали варьируется продолжительность времени обработки и сложность работы с металлом. Вот, например, высокоуглеродистая сталь требует большего мастерства и затрат времени нежели малоуглеродистая, с которой можно работать дольше без повторного нагрева.

Помимо всего, высокоуглеродистую сталь сложнее ковать из-за особенностей температурного режима при нагревании и последующей работы с металлом.

Протяжка (вытяжка)

Суть операции. Протяжка (Вытяжка) заключается в увеличении длины металлической заготовки методом уменьшения площади поперечного сечения.

Расскажу про вытяжку и покажу на примерах, как это делается.

Видео

Вытяжка может быть направлена на улучшение зернистой структуры металла или для исправления изъянов на внешней части заготовки, а также, когда нужно из заготовки большей толщины сделать заготовку меньшей толщины.

Рисунок: из толстой заготовки делается тоньше.

Например, протяжка арматуры для того, чтобы сделать рукоятки кузнечных клещей.

Вот здесь для примера я взял арматуру на 14 мм, рифленую, чтобы протянуть ее мм до 10 толщиной и сделать гладкой, для будущих клещей.

Специально замерил ее перед протяжкой, длина, как видите, 60 см.

Инструмент, необходимый для выполнения вытяжки на наковальне: кузнечный молоток или ручник (про молотки смотрите подробнее по ссылке). На механическом молоте все конечно, гораздо проще.

Протяжка прутка на механическом молоте

Но мы его не имеем, поэтому говорим про протяжку молотком.

В случае, когда вытяжку выполняет кузнец вместе с молотобойцем, то молоток со скругленным клиновидным бойком – подходящий вариант для увеличения длины заготовки. Процесс происходит таким образом, что после удара кувалдой по задку молотка, кузнец сдвигает молот вдоль заготовки. Длина заготовки увеличивается за счет поперечных углублений, которые образуются в процессе вытяжки, чем их больше и чем сильнее удары кувалды, тем длиннее становится заготовка.

Потом эта заготовка разравнивается с помощью такого вот инструмента, как гладилка.

В случае, когда нужна очень большая разница между размером поперечного сечения исходной заготовки и требуемой поковки, используется вытяжка с переходами. Рассмотрим на примере необходимости перековать круглого сечения толстую заготовку в тонкий прут круглого сечения.

Не делают из толстой вот такой заготовки, вот такую тонкую сразу.

Вот, как на рисунке – из круглого сечения делается квадрат, из квадрата – восьмигранник, из восьмигранника – снова круглый пруток, только уже тоньше.

Напишите мне, пожалуйста, комментарий со своим мнением о том, что смотрите. Вопросы и советы пишите в комментариях, пожалуйста.

Изменение формы заготовки необходимо провести в несколько подходов, которые базируются на проведении вытяжки метала с последующим изменением формы его поперечного сечения.

Для придания необходимой формы заготовке, её следует кантовать во время вытяжки. Процедура кантования заключается в повороте заготовки на 30°, 45° и 90° вокруг продольной оси.

Для того, чтобы получить промежуточное изделие с восьмигранным сечением, необходимо, после проведения нескольких вытяжек, разместить заготовку так, чтобы она лежала одним ребром на наковальне. После того, как ударите по противоположному ребру молотком, стоит проковать по длине изделия и повторять процедуру до получения восьмигранной заготовки. Незаменимыми помощниками для придания правильной формы заготовки станут раскатки и обжимки, а также другие инструменты для придания цилиндрической формы.

Оттяжка

Кстати, у нас есть канал в Телеграмм, где мы публикуем все новости наших сайтов Ковка-сварка и ведлелек, а также новости ютуб каналов по теме ковки и сварки. Ссылка есть на каждой странице сайта. Подписывайтесь, чтобы узнавать новости там.

Оттяжка — это разновидность протяжки (вытяжки), когда заготовка оттягивается только на конце и создается утоньшение. Например, так можно заточить гвоздь или строительную скобу.

Это лишь одна операция ковки, с ее помощью мало что можно сделать, разве что сделать толстую заготовку тоньше (протяжка) или заточить пику (оттяжка), подписывайтесь на канал, т. к. дальше будут ролики про то, как это можно на практике применить на конкретных простых изделиях, и включайте колокольчик.

Давайте я покажу небольшую оттяжку, это я начну уже делать практичное кованое изделие, очень простое. Крючок для одежды, ключей или чего-либо еще.

Он будет очень простой, сложные буду делать в дальнейших роликах, тут я хочу показать простейшие операции в действии.

Вот так делаем оттяжку кончика куска прутка, потом будут применяться еще операции разгонка и гибка, и получится вот такой простой крючок. Простой, но сделанный своими руками и это ручная работа, ручная горячая ковка.

Основные операции ковки и применяемый инструмент.

Ковка. Сущность процесса.

Ковка — вид горячей обработки металлов давлением, при котором металл деформируется с помощью универсального инструмента.

Ковкой получают заготовки для последующей механической обработки. Эти заготовки называют коваными поковками, или просто поковками.

Ковка является единственно возможным способом изготовления тяжелых поковок (до 250 т) типа валов гидрогенераторов, турбинных дисков, коленчатых валов судовых двигателей, валков прокатных станов и т. д. Поковки меньшей массы (десятки и сотни килограммов) можно изготовлять и ковкой, и штамповкой. Хотя штамповка имеет ряд преимуществ перед ковкой, в единичном и мелкосерийном производствах ковка обычно экономически более целесообразна. Объясняется это тем, что при ковке используют универсальный инструмент, а изготовление специального инструмента (штампа) при небольшой партии одинаковых поковок экономически невыгодно. Исходными заготовками для ковки тяжелых крупных поковок служат слитки массой до 320 т. Поковки средней и малой массы изготовляют из блюмов и сортового проката квадратного, круглого или прямоугольного сечений.

Оборудование для ковки.

Ковку выполняют на ковочных молотах и ковочных гидравлических прессах.

Молоты — машины динамического, ударного действия. Продолжительность деформации на них составляет тысячные доли секунды. Металл деформируется за счет энергии, накопленной подвижными (падающими) частями молота к моменту их соударения с заготовкой. Поэтому при выборе молотов руководствуются, массой их падающих частей.

Одним из основных типов молотов для ковки являются паровоздушные молоты

. Такие молоты приводятся в действие паром или сжатым воздухом давлением 0,7 — 0,9 МПа.

Ковочные паровоздушные молоты строят с массой падающих частей 1000 — 8000 кг. На этих молотах изготовляют поковки средней массы (20 — 350 кг), преимущественно из прокатанных заготовок.

Гидравлические прессы — машины статического действия; продолжительность деформации на них может составлять от единиц до десятков секунд. Металл деформируется приложением усилия, создаваемого с помощью жидкости (водной эмульсии или минерального масла), подаваемой в рабочий цилиндр пресса. Ковочные гидравлические прессы строят усилием 5 — 100 МН для изготовления крупных поковок в основном из слитков.

Технологический процесс.

Чертеж поковки составляют на основании разработанного конструктором чертежа готовой детали с учетом припусков, допусков и напусков. Припуск — поверхностный слой металла поковки, подлежащий удалению обработкой резанием для получения требуемых размеров и качества поверхности готовой детали.

Допуск — допустимое отклонение от номинального размера поковки, проставленного на ее чертеже, т. е. разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами поковки. Допуск назначают на все размеры поковки.

Конфигурацию поковки иногда упрощают за счет напусков объема металла, добавляемого к поковке сверх припуска для упрощения ее формы и, следовательно, процесса ковки. Напуски удаляют последующей обработкой резанием. Припуски, допуски и напуски назначают в строгом соответствии с ГОСТом.

Выбор заготовки осуществляют по ее массе, которая может быть подсчитана по формуле

где — масса исходной заготовки; — масса поковки, подсчитываемая как произведение объема поковки на плотность металла; — масса отхода с прибыльной частью слитка; — масса отхода с донной частью слитка; — масса отхода на угар (окалинообразование) при нагреве; — масса технологических отходов.

Отходы с прибыльной частью составляют 14 — 30 %, а с донной 4 — 7 %; на угар — в среднем 2 — 2,5 % массы нагреваемого металла при нагреве холодной заготовки и 1,5 % при каждом подогреве. Технологические отходы (обрубки, выдры и т. п.) зависят от формы поковки и принятой последовательности ковки. При ковке из прокатанной заготовки и отсутствуют. Размеры поперечного сечения заготовки выбирают с учетом обеспечения необходимой уковки. Достаточной уковкой для слитков считается 2,5 — 3, а для проката можно принимать 1,3 — 1,5.

Механизация ковки.

При ковке массивных поковок наше операции вообще не могут быть осуществлены вручную.

Для посадки заготовок (слитков) в печь и выдачи их из печи кроме мостовых и консольно-поворотных кранов применяют специальные посадочные машины напольного или подвесного типов. Ковку на прессах и молотах можно механизировать с помощью различных кранов, кантователей и манипуляторов.

Сущность процесса.

Горячая объемная штамповка — это вид обработки металлов давлением, при котором формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента — штампа. Течение металла ограничивается поверхностями полостей, изготовленных в отдельных частях штампа, так что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую полость (ручей) по конфигурации поковки.

В качестве заготовок для горячей штамповки применяют прокат круглого, квадратного, прямоугольного профилей, а также периодический. При этом прутки разрезают на отдельные (мерные) заготовки, хотя иногда штампуют из прутка с последующим отделением поковки непосредственно на штамповочной машине.

По сравнению с ковкой штамповка имеет ряд преимуществ. Горячей объемной штамповкой можно получать поковки сложной конфигурации без напусков, что при ковке невозможно. Допуски на штампованную поковку в 3 — 4 раза меньше, чем на кованую. Вследствие этого значительно сокращается объем последующей обработки резанием. Штампованные поковки обрабатывают только в местах сопряжения с другими деталями, и эта обработка может сводиться только к шлифованию.

Производительность штамповки значительно выше — десятки и сотни поковок в час.

В то же время штамп — дорогостоящий инструмент и пригоден только для изготовления какой-то одной, конкретной поковки. В связи с этим штамповка экономически целесообразна лишь при изготовлении достаточно больших партий одинаковых поковок.

Горячей объемной штамповкой изготовляют заготовки для ответственных деталей автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин, самолетов, железнодорожных вагонов, станков и т. д.

Проектирование поковки.

При получении поковки в открытом штампе прежде всего необходимо правильно выбрать поверхность разъема, т, е. поверхность, по которой соприкасаются между собой верхняя и нижняя половины штампа. Плоскость разъема должна быть выбрана такой, чтобы поковка свободно вынималась из штампа. В целях облегчения заполнения металлом полости штампа желательно выбрать плоскость разъема таким образом, чтобы полости штампов имели наименьшую глубину.

Припуски на механическую обработку назначают главным образом на сопрягаемые поверхности детали. Припуск зависит от габаритных размеров и массы поковки, от вида оборудования штамповки, шероховатости обрабатываемой поверхности детали: припуски выбирают по ГОСТУ. Допуски на штамповку назначают также по ГОСТУ; допуски учитывают возможные отклонения от номинальных размеров вследствие недоштамповки по высоте, сдвига штампов, их износа и т. п.

Для облегчения заполнения полости штампа и извлечения из нее поковки боковые поверхности последней должны иметь штамповочные уклоны. Штамповочные уклоны назначают сверх припуска; они повышают отход металла при механической обработке и утяжеляют поковку. Уклон зависит от глубины и сложности полости, применяемого для штамповки оборудования и колеблется для стальных поковок в пределах 3 — 10º. Для наружных поверхностей поковки (вследствие температурной упадки) штамповочные уклоны, принимают меньшими, чем для внутренних.

Все пересекающиеся поверхности поковки сопрягаются по радиусам.

‘Внутренние радиусы скругления в 3 — 4 раза больше, чем наружные радиусы. Наружные радиусы скругления r составляют обычно 1 — 6 мм.

При штамповке в штампах с одной плоскостью разъема нельзя получить сквозное отверстие в поковке, поэтому наносят только наметку отверстия с перемычкой-пленкой, удаляемой впоследствии в специальных штампах. Штамповкой не всегда можно получить полностью конфигурацию поковки. Поэтому на отдельных участках могут быть сделаны напуски, упрощающие форму.

Изменив все размеры спроектированной поковки на величину усадки, получают чертеж горячей поковки, по которому изготовляют полость штампа.

При штамповке в открытых штампах вдоль внешнего контура полости выполняют специальную заусенечную канавку. Для обеспечения хорошего заполнения металлом полости штампа и повышения его стойкости особенно большое значение имеет толщина заусенцами которую, как и другие размеры заусенечной канавки, подсчитывают по формулам в зависимости от конфигурации поковки.

Чертеж поковки при штамповке в закрытых штампах с одной плоскостью разъема составляют так же, как при штамповке в открытых.

Контроль качества.

Контроль качества необходим не только для готовых поковок, но и для условий их изготовления на всех этапах, начиная от получения исходных заготовок. При контроле готовых поковок их осматривают, выборочно измеряют геометрические размеры, твердость. Размеры контролируют универсальными измерительными инструментами (штангенциркулям, штангенвысотомерами, штангенглубиномерами и др.) и специальными инструментами (скобами, шаблонами и контрольными приспособлениями). Несколько поковок из партии иногда подвергают металлографическому анализу и механическим испытаниям. Внутренние дефекты в поковках определяют ультразвуковым методом контроля и рентгеновским просвечиванием.

Холодное выдавливание.

При холодном выдавливании заготовку помещают в полость, из которой металл выдавливают в отверстия, имеющиеся в рабочем инструменте. Выдавливание обычно выполняют на кривошипных или гидравлических прессах в штампах, рабочими частями которых являются пуансон и матрица. Различают прямое, обратное, боковое и комбинированное выдавливание.

При прямом

выдавливании (рис. 1, а) металл вытекает в отверстие, расположенное в донной части матрицы 2, в направлении, совпадающем с направлением движения пуансона 1 относительно матрицы. Так можно получать детали типа стержней с утолщениями (болты, тарельчатые клапаны и т. п.). При этом зазор между пуансоном и цилиндрической частью матрицы, в которой размещается исходная заготовка, должен быть небольшой, чтобы металл не вытекал в зазор.

Если на торце пуансона (рис. 1,б) имеется стержень, перекрывающий отверстие матрицы до начала выдавливания, то металл выдавливается в кольцевую щель между стержнем и отверстием матрицы. В этом случае прямым выдавливанием можно получать детали типа трубки с фланцем, а если исходная заготовка имела форму толстостенной чашечки, то и детали в виде стакана с фланцем.

При обратном

выдавливании направление течения металла противоположно направлению движения пуансона относительно матрицы. Наиболее часто встречающейся схемой обратного выдавливания является схема, при которой металл может вытекать в кольцевой зазор между пуансоном и матрицей (рис. 1, в). По такой схеме изготовляют полые детали типа туб (корпуса тюбиков), экранов радиоламп и т. п.

Реже применяют схему обратного выдавливания, при которой металл выдавливается в отверстие в пуансоне, для получения деталей типа стержня с фланцем (рис. 1, г).

Рис. 1. Схемы выдавливания

При боковом

выдавливании металл вытекает в отверстие в боковой части матрицы в направлении, не совпадающем с направлением движения пуансона (рис. 1, д). Таким образом можно получить детали типа тройников, крестовин и т. п. В этом случае, чтобы обеспечить удаление заготовки после штамповки, матрицу выполняют состоящей из двух половинок с плоскостью разъема, совпадающей с плоскостью, в которой расположены осевые линии заготовки и получаемого отростка.

Комбинированное

выдавливание характеризуется одновременным течением металла по нескольким направлениям и может быть осуществлено по нескольким из рассмотренных ранее схем холодного выдавливания. На рис 1, е приведена схема комбинированного выдавливания, совмещающая схемы, показанные на рис. 1, а, в для изготовления обратным выдавливанием полой, чашеобразной части детали, а прямым выдавливанием стержня, отходящего от ее донной части.

Основной положительной особенностью выдавливания является возможность получения без разрушения заготовки весьма больших степеней деформации, которые можно характеризовать показателем ( — площадь поперечного сечения исходной заготовки; — площадь поперечного сечения выдавленной части детали).

Для весьма мягких, пластичных металлов k>100 (алюминиевые тубы со стенкой толщиной 0,1 — 0,2 мм при диаметре тубы 20—40 мм). Возможность получения столь больших степеней деформации обеспечивается тем, что пластическое деформирование при выдавливании происходит в условиях всестороннего неравномерного сжатия. Однако то же всестороннее сжатие приводит и к отрицательным явлениям. Чем больше степень деформации, тем больше усилие деформирования, и удельные усилия, действующие на пуансон и матрицу, могут достичь значений, больших в несколько раз предела текучести деформируемого металла, и превышающих величины, допустимые для инструмента по условиям его прочности или стойкости.

Для уменьшения удельных усилий выдавливания при проектировании штампуемой детали необходимо стремиться к такой ее конфигурации, при которой отсутствовали бы застойные зоны под торцом пуансона (рис. 1, в) или у рабочей поверхности матрицы (рис. 1, б).

Холодная высадка.

Холодную высадку выполняют на специальных холодновысадочных автоматах. Штампуют от прутка или проволоки. Пруток подается до упора, поперечным движением ножа отрезается заготовка требуемой длины и последовательно переносится с помощью специального механизма в позиции штамповки, на которых из заготовки получают деталь.

На холодновысадочных автоматах штампуют заготовки диаметром 0,5 — 40 мм из черных и цветных металлов, а также детали с местными утолщениями сплошные и с отверстиями (заклепки, болты, винты, гвозди, шарики, ролики, гайки, звездочки, накидные гайки и т. п.). На рис. 2 показаны последовательные переходы штамповки двух характерных деталей. Название этих автоматов связано с тем, что основной выполняемой на них операцией является высадка (уменьшение длины части заготовки с получением местного увеличения поперечных размеров).

Рис. 2. Последовательность переходов изготовления деталей на холодновысадочных автоматах:

а – винта; б – колпачка;

Штамповкой на холодновысадочных автоматах обеспечиваются достаточно высокая точность размеров и хорошее качество поверхности, вследствие чего некоторые детали не требуют последующей обработки резанием.

Штамповка на холодновысадочных автоматах высокопроизводительна: 20 — 400 деталей в минуту (большая производительность для деталей меньших размеров) и характеризуется высоким коэффициентом использования металла. Средний коэффициент использования металла 95 % (только 5 % металла идет в отход).

Сущность способа.

В качестве заготовки при листовой штамповке используют полученные прокаткой лист, полосу или ленту, свернутую в рулон. Толщина заготовки при холодной штамповке обычно не более 10 мм и лишь в сравнительно редких случаях — более 20 мм. Детали из заготовок толщиной более 20 мм штампуют с нагревом до ковочных температур (горячая листовая штамповка), что позволяет значительно уменьшить усилие деформирования по сравнению с холодной штамповкой. Холодная листовая штамповка получила более широкое применение, чем горячая.

Листовой штамповкой изготовляют самые разнообразные плоские и пространственные детали массой от долей грамма и размерами, исчисляемыми долями миллиметра (например, секундная стрелка ручных часов), и детали массой в десятки килограммов и размерами, составляющими несколько метров (облицовка автомобиля, самолета, ракеты).

При листовой штамповке чаще всего используют низкоуглеродистую сталь, пластичные легированные стали, медь, латунь, содержащую более 60% Сu, алюминий и его сплавы, магниевые сплавы, титан и др. Листовой штамповкой получают плоские и пространственные детали из листовых неметаллических материалов таких, как кожа; целлулоид, органическое стекло, фетр, текстолит, гетинакс и др.

Листовую штамповку широко применяют в различных отраслях промышленности, особенно в таких, как авто-, тракторо-, самолето-, ракето- и приборостроение, электротехническая промышленность и др.

К преимуществам листовой штамповки относятся возможность получения деталей минимальной массы при заданной их прочности и жесткости; достаточно высокие точность размеров и качество поверхности, позволяющие до минимума сократить отделочные операции обработки резанием; сравнительная простота механизации и автоматизации процессов штамповки, обеспечивающая высокую производительность (30 — 40 тыс. деталей в смену с одной машины); хорошая приспособляемость к масштабам производства, при которой листовая штамповка может быть экономически целесообразной и в массовом, и в мелкосерийном производстве.

Как правило, при листовой штамповке пластические деформации получает лишь часть заготовки. Операцией листовой штамповки называется процесс пластической деформации, обеспечивающий характерное изменение формы определенного участка заготовки. Различают формоизменяющие

операции, в которых заготовка не должна разрушаться в процессе деформирования, и разделительные операции, в которых этап пластического деформирования обязательно, завершается разрушением.

Раскрой материалов.

Расположение контуров смежных вырубаемых заготовок на листовом металле называется раскроем.

Тип раскроя следует набирать из условия уменьшения отхода металла в высечку (рис. 4).

Рис. 4. Примеры раскроя материала с перемычками (а) и без перемычек (б): 1 – перемычка.

При разработке технологического процесса изготовления деталей следует стремиться к уменьшению потерь металла в процессе листовой штамповки. Основной отход при листовой штамповке составляет так называемая высечка, т. е. часть листовой заготовки после ее вырубки. Формы и размеры вырубаемой заготовки определяются формой и размерами детали, а также применяемыми в процессе штамповки формоизменяющими операциями.

При штамповке мало- и среднегабаритных деталей обычно из одной листовой заготовки вырубают несколько плоских заготовок для штамповки. Между смежными контурами вырубаемых заготовок оставляют перемычки шириной, примерно равной толщине заготовки, хотя в отдельных случаях смежные заготовки вырубают без перемычек (экономия металла при ухудшении качества среза и снижении стойкости инструмента.

Ковка. Сущность процесса.

Основные операции ковки и применяемый инструмент.

Осадка — операция уменьшения высоты заготовки при увеличении площади ее поперечного сечения (рис. 2 а). Осадкой не рекомендуется деформировать заготовки, у которых отношение высоты к диаметру больше 2,5,.так как в этом случае может произойти продольное искривление заготовки. Осаживают заготовки между бойками или подкладными плитами.

Разновидностью осадки является высадка (рис. 2 6), при которой металл осаживают лишь на части длины заготовки.

Рис. 2. Схема осадки (а) и высадки (б)

Протяжка — операция удлинения заготовки или ее части за счет уменьшения площади поперечного сечения (рис, 3 а). Протяжку производят последовательными ударами с подачей заготовки вдоль оси протяжки и поворотами ее на 90º вокруг этой оси. При каждом нажатии уменьшается высота сечения, увеличиваются ширина и длина заготовки. Общее увеличение длины равно сумме приращений длин за каждое нажатие, а уширение по всей длине одинаково.

Чем меньше подача при каждом нажатии, тем интенсивнее удлинение. Однако при слишком малой подаче могут получаться зажимы.

Протягивать можно плоскими (рис. 3 а) и вырезными (рис. 3 б) бойками. При протяжке на плоских бойках в центре изделия могут возникнуть (особенно при протяжке круглого сечения) значительные растягивающие напряжения, которые приводят к образованию осевых трещин. При протяжке с круга на круг в вырезных бойках силы, направленные с четырех сторон к осевой линии заготовки, способствуют более равномерному течению металла и устранению возможности образования осевых трещин.

Деформация при протяжке может быть выражена величиной уковки:

где — начальная (большая) площадь поперечного сечения; — конечная (меньшая) площадь поперечного сечения после протяжки.

Очевидно, чем больше уковка, тем лучше прокован металл, тем выше его механические свойства. Поэтому протяжку применяют не только для получения поковок с удлиненной осью (валы, рычаги, тяги и т. п.), но и в чередовании с осадкой — для большей уковки металла заготовки.

Рис. 3. Схема протяжки и ее разновидностей

Разновидностью протяжки является раскатка на оправке

— операция одновременного увеличения наружного и внутреннего диаметров кольцевой заготовки за счет уменьшения толщины ее стенок (рис. 3 в). Заготовка 1 опирается внутренней поверхностью на цилиндрическую оправку 2, устанавливаемую концами на подставках 3 и деформируется между оправкой и узким длинным бойком 4. После каждого нажатия заготовку поворачивают относительно оправки.

Рис. 4. Схема операций ковки а) двусторонняя прошивка; б) прошивни

Прошивка — операция получения полостей в заготовке за счет вытеснения металла (рис.4 а). Прошивкой можно получить сквозное отверстие или углубление (глухая прошивка). Инструментом для прошивки служат прошивни (рис. 4 б) сплошные и пустотелые; последними прошивают отверстия большого диаметра (400 — 900 мм). Более толстые поковки прошивают с двух сторон без подкладного кольца. Диаметр прошивня выбирают не более 1/2 — 1/3 наружного диаметра заготовки. Прошивка сопровождается отходом (выдрой).

Отрубка — операция отделения части заготовки по незамкнутому контуру путем внедрения в заготовку деформирующего инструмента — топора.

Гибка — операция придания заготовке изогнутой формы по заданному контуру. Этой операцией получают угольники, скобы, крючки, кронштейны и т. п. Гибка сопровождается искажением первоначальной формы поперечного сечения заготовки и уменьшением его площади в зоне изгиба, называемым утяжкой. Для компенсации утяжки в зоне изгиба заготовке придают увеличенные поперечные размеры. При гибке возможно образование складок по внутреннему контуру и трещин по наружному. Во избежание этого явления по заданному углу изгиба подбирают соответствующий радиус округления.

Перечисленными операциями ковки трудно изготовить поковки с относительно сложной конфигурацией.

Оборудование для ковки.

Ковку выполняют на ковочных молотах и ковочных гидравлических прессах.

Одним из основных типов молотов для ковки являются паровоздушные молоты

. Такие молоты приводятся в действие паром или сжатым воздухом давлением 0,7 — 0,9 МПа.

Технологический процесс.

Выбор заготовки осуществляют по ее массе, которая может быть подсчитана по формуле

Механизация ковки.

При ковке массивных поковок наше операции вообще не могут быть осуществлены вручную.

Разгонка и раскатка

Видео

Разгонка

Суть операции разгонка заключается в увеличении площади металлической заготовки методом уменьшения высоты или толщины поперечного сечения.

Раскатка увеличивает диаметр кольца или трубы за счет утоньшения путем вытяжки стенок.

Расскажу про разгонку и раскатку и покажу на примерах, как это делается.

Инструмент, необходимый для выполнения разгонки на наковальне: кузнечный молоток или ручник (про молотки смотрите подробнее по ссылке выше).

Ну конечно еще надо наковальню и клещи. Как я сделал наковальни своими руками и как можно сделать быстро клещи из старых строительных или даже из плоскогубцев смотрите на моем канале, ссылка.

Предыдущий урок ковки был про протяжку (вытяжку) и оттяжку, см. по ссылке.

Можно также использовать раскатки — дополнительные инструменты и приспособления, о них сейчас тоже расскажу.

Если сказать простым языком – сделать разгонку — расплющить. В принципе, это все. Но для тех, кому интересны подробности, расскажу подробнее.

В ситуации, когда кузнец планирует пластину из заготовки с большим сечением, он выполняет разгонку заготовки по направлению от средней линии к краям. С помощью последовательных ударов молотком формируется ребристая поверхность с желаемыми параметрами ширины и толщины. Таким образом происходит вытяжка площади заготовки посредством увеличения её высоты. В завершение разгонки изделие обрабатывают гладилками.

Покажу на рисунках.

Отличие раскатки от протяжки.

Например, разгонка кончиков прутков для изготовления крючков для одежды, ключей и т.п. Ролики про ковку крючков будут на канале в большом количестве, т. к. я люблю делать именно практичные вещи, имеющие функциональную ценность и считаю, что крючки это одни из самых простых изделий, чтобы учиться ковке, подпишитесь, чтобы не пропустить, только если вам это интересно.

Разгонка на примере багра представлена в данном видео.

Разгонка на примере ложки для обуви здесь.

Раскатки (инструмент)

Про инструмент раскатки (не путать с операцией раскатки).

Суть его применения в том, что он усиливает течение металла в стороны в отличие от бойка молотка. По идее, делая раскатку полукруглым концом молотка мы применяли принцип раскатки.

Раскатка может быть верхняя и нижняя.

Верхняя может выглядеть примерно так.

Кстати, у нас есть канал в Телеграмм, где мы публикуем все новости наших сайтов Ковка-сварка и ведлелек, а также новости ютуб каналов по теме ковки и сварки. Подписывайтесь, чтобы узнавать новости там.

Нижняя, или нижник, как кузнецы говорят, может выглядеть как-нибудь так.

У меня есть старый ролик, где я экспериментировал с раскатками, см. по ссылке.

Ну и вот здесь показал на примере, как можно разгонять металл на нижнике-раскатке.

Раскатка (операция)

С помощью раскатки увеличивают диаметр кольцевой заготовки за счет использования приема вытяжки стенок полосы, конечной целью которого есть изготовление высокопрочных бесшовных колец.

Это лишь одна операция ковки, с помощью её лишь одной немного что можно сделать, разве что ложку для обуви, подписывайтесь на канал, т. к. дальше будут ролики про то, как это можно на практике применить на конкретных простых изделиях, и включайте колокольчик.

Давайте я покажу разгонку на крючке, который мы уже видели, когда был мой урок ковки про оттяжку (если не смотрели, ссылка), это я сделал практичное кованое изделие, очень простое.

Крючок для одежды, ключей или чего-либо еще. Он будет очень простой, сложные буду делать в дальнейших роликах, тут я хочу показать простейшие операции в действии.

Вот, после того, как была сделана оттяжка кончика крючка, следующим этапом была сделана разгонка на противоположном конце прутка, чтобы впоследствии на этой части изделия просверлить отверстие для крепления его к стене.

Вот так сначала сделали оттяжку кончика куска прутка, потом была проведена операция разгонка (тема этого моего урока ковки) и гибка (о ней будет дальше), и получится вот такой простой крючок. Простой, но сделанный своими руками и это ручная работа, ручная горячая ковка.

Гибка

Гибка заготовок представляет из себя процесс, в котором происходит деформация заготовок по намеченному контуру.

Видео

Гибка заготовок представляет из себя процесс, в котором происходит деформация заготовок по намеченному контуру, причем внешние части заготовки растягиваются, а внутренние части – сжимаются. При этом происходит уменьшение площади поперечного сечения на определенное значение, которое называется “утяжина”.

Если вы занимаетесь гибкой плоских заготовок, то изменения площади поперечного сечения будет незаметным. При гибке объемных заготовок, наоборот, происходит большая деформация форм и площади поперечного сечения, возможно появления трещин. Процесс гибки осуществляется на наковальне в холодном и горячем состоянии, используют специальные оправки, кондукторы, приспособления, станки и тиски. Плоские заготовки из пластичной стали гнут в холодном состоянии. Выделяют несколько основных приемов кузнечной гибки, которые зависят от поперечного сечения заготовки.

Виды ковки

Спрос на кованые изделия чрезвычайно высок, поэтому технологии ковки совершенствуются по сей день. Изделия и заготовки, изготовленные методом ковки, получили название «поковка».

Итак, сегодня существуют три вида ковки металла:

свободная — это способ обработки металла, при котором заготовка не ограничена никакими формами либо закреплена на наковальне с одного конца. Под свободной ковкой чаще понимают ручной горячий метод обработки металла;
машинная ковка металла производится на специальном оборудовании — кузнечных молотах весом от 40 кг до 5 тонн, гидравлических прессах или ковочных машинах. С помощью машинной ковки получают изделия массой в десятки тонн;
штамповка — распространенная технология деформации металла, при которой заготовка помещается в форму — штамп. Методом штампования изготавливаются предметы серийного производства.

Теперь вы представляете, что такое ковка металла, но обзор будет неполным без упоминания об основных технологиях, с помощью которых происходит обработка стальных заготовок.