Ковка — это высокотемпературная обработка различных металлов (железо, медь и её сплавы, титан, алюминий и его сплавы), нагретых до ковочной температуры.
Основные техники ковки практически не изменились; число их осталось прежним. Как и в былые времена. Во время технологической обработки (ковки) металла происходит скольжение зерен относительно друг друга, в результате чего они вытягиваются в направлении течения металла.
Куют большинство металлов в нагретом состоянии, так как под воздействием высоких температур металл становится более пластичным и податливым. В процессе ковки металл постепенно остывает, что сказывается на его пластичности. Малоуглеродистые стали можно обрабатывать достаточно продолжительное время без дополнительного нагрева в кузнечном горне. А высокоуглеродистая сталь куется трудно, требует умелого обращения с нагретым металлом и грамотного проведения его нагревания.
Технологическая обработка металла включает в себя несколько основных операций и множество приемов, разработанных на их основе.
Основные операции ковки:
- вытяжка
- осадка
- рубка
- выбивание отверстий
- гибка
- торсирование.
2. Вытяжка
Назначение операции — увеличение длины заготовки за счет уменьшения площади ее поперечного сечения. Иными словами, вытяжку (протяжку применяют в тех случаях, когда необходимо вытянуть металлическую заготовку в длину. Часто к вытяжке прибегают с целью устранения внешнего дефекта на поверхности заготовки или чтобы улучшить зернистую структуру металла.
Вытяжку производят на наковальне ручником или специальным молотком. По ходу операции молотобоец ударяет кувалдой по задку молотка. При этом кузнец после каждого удара молотобойца перемещает молоток вдоль заготовки
Раскатка предназначена для увеличения диаметра кольцевой заготовки путем вытяжки стенок полосы. Раскатку производят на коническом роге при помощи кувалды. Завершают раскатку выглаживанием. Раскатку используют для изготовления бесшовных колец высокой прочности.
Разгонка — одна из разновидностей вытяжки, при которой требуется увеличить площадь заготовки за счет ее высоты. Иными словами разгонка применяется в тех случаях, когда необходимо изготовить пластину из заготовки большого сечения.
3. Осадка
Назначение операции — увеличение площади поперечного сечения заготовки за счет уменьшения ее длины. По сути, осадка представляет собой операцию, обратную высадке. Осадка бывает полной и частичной. Частичную осадку называют «высадкой».
Курсовая работа ковка
... заготовок, но разных типов металла требуется сжечь разное количество топлива. Теплопроводность металла - это скорость нагрева заготовки по сечению. Чем меньше теплопроводность металла, ... кузнецы не только обладали знаниями технологии ковки в совершенстве, но и славились ... металла, тем больше расходуется топлива. Для кузнечных работ применяются ковкие и пластичные металлы и сплавы. Из черных металлов ...
Полную осадку производят на наковальне ручником или кувалдой. Нагретую в кузнечном горне заготовку располагают строго вертикально на наличнике наковальни. Осадку производят равномерными ударами молота. Причем первые удары, предназначенные для разгонки металла, должны быть легкими. Чтобы осадка была равномерной, деталь во время ковки поворачивают вокруг вертикальной оси. Дефекты и деформации осадки выправляют немедленно, прямо на наковальне. Для получения плоской заготовки на заключительной стадии осадки используют молоток с шарообразным бойком. Поверхность осаженной заготовки выравнивают при помощи гладилки.
4. Рубка
Рубка — разделение заготовки на требуемое количество частей.
Рубку производят зубилом, кузнечным топором, кувалдой или ручником одним из следующих способов:
- зубилом (кузнечным топором) на наковальне,
- зубилом (кузнечным топором) на подсечке,
- ручником на подсечке.
Обычно заготовку рубят на горизонтальной плоскости, но иногда и на боковой поверхности наковальни, придерживая заготовку клещами. Перед рубкой заготовку нагревают до темно-красного цвета. Раскаленный материал обладает вязкой структурой, которая «схватывает» лезвие рубящего инструмента и мешает его продвижению. Поэтому сначала инструмент погружают в металл всего на 2/3 толщины заготовки, а затем заготовку переворачивают на 180° и окончательно разрубают. Во время рубки рабочую часть рубящего инструмента необходимо периодически охлаждать, так как при продолжительном контакте с нагретым металлом лезвие
5. Выбивание отверстий
В условиях кузнечной мастерской выбивание отверстий производят пробойниками и прошивнями.
Различают 3 способа выбивания отверстий:
- открытую прошивку,
- закрытую прошивку,
- пробивку.
Прошивка — способ выбивания отверстий, при котором металл как бы раздается в стороны и пропускает инструмент.
Открытую прошивку производят пробойником на наличнике наковальни. В раскаленную заготовку примерно на 3/4 ее толщины сильными ударами молота вбивают бородок пробойника, после этого заготовку переворачивают и завершают пробивку легкими ударами с противоположной стороны. ковка металл осадка торсирование
Пробивка — способ выбивания отверстий, при котором инструмент выдавливает металл из заготовки. Выдавленный участок металла называется «выдрой».
6. Гибка
Гибка — деформация заготовки по определенному контуру. В процессе гибки различные части заготовки деформируются по-разному: внешняя часть растягивается, а внутренняя сжимается. При гибке же объемных заготовок происходит значительная деформация формы и изменение площади поперечного сечения. Гибку производят в горячем и холодном состоянии на наковальне, специальной оправке и в тисках. Холодными гнут плоские заготовки из пластичной поделочной стали.
Гибка по спирали осуществляется на особой оправке конусообразной формы или в тисках.
7. Торсирование
Торсирование — скручивание заготовки относительно своей оси. Скрутка может быть равномерной и с различной степенью кривизны, односторонней и двухсторонней. Чаще всего скручивают прутки с квадратным или прямоугольным сечением толщиной не более 20 мм. Для усиления декоративного эффекта грани заготовки можно украсить поперечными насечками или продольными углублениями.
Перед торсированием прутки подвергают отжигу с последующим охлаждением в древесной золе или на воздухе. Само торсирование производят в холодном состоянии. Один конец прутка зажимают в тисках. На свободную часть надевают трубку, которая предотвратит пруток от деформации во время скручивания. Торсирование тонких полосок металла выполняют вручную два кузнеца. Оба конца нагретой заготовки зажимают клещами и начинают вращать по спирали в противоположные стороны. Если необходимо получить неравномерно скрученную заготовку, то один кузнец осуществляет скручивание с большей скоростью, чем второй.
8. Основные дефекты ковки и способы их устранения
|
Дефект |
||
|
Деформация (изгибание) заготовки по ребру |
1. Заготовку устанавливают на лице наковальни таким способом, чтобы неровность оказалась сверху. 2. По деформированному месту наносят серию сильных ударов. При перемещении молота к краю заготовки удары ослабляют. 3. Окончательную правку осуществляют при постоянном переворачивании заготовки с одной стороны на другую. |
|
|
Деформация плоскости заготовки |
1. Придерживая клещами с одной стороны, заготовку устанавливают на лице наковальни выпуклой поверхностью кверху. 2. С другой стороны заготовки наносят сильные удары по прилегающей к наличнику наковальни части выступа. По ходу выравнивания поверхности молот перемещают к середине заготовки. |
|
|
Одновременная деформация плоскости и изгибание по ребру |
1. Устраняют деформацию плоскости заготовки. 2. Устраняют изгибание по ребру. |
|
|
Деформация уголка: — одна из сторон уголка завалилась внутрь — одна из сторон уголка осталась недогнутой |
По внутренним сторонам уголка наносят серию ударов молота. По внешним сторонам уголка наносят серию ударов молота. |
|
|
Выпуклость в центре листовой заготовки |
1. Листовую заготовку укладывают на наковальню или специальную правильную плиту. Границы выпуклости размечают мелом. 2. В направлении от краев к центру заготовки наносят сильные удары молотом. Если выпуклостей в центре листа несколько, то их объединяют в одну выпуклость и отковывают молотком в направлении от краев листа. |
|
|
Волнистая деформация листовой заготовки |
1. Листовую заготовку при помощи струбцины или пресса плотно прижимают к горизонтальной плоскости наковальни. 2. Несильными ударами молота выпрямляют одну сторону заготовки в направлении от плотно прижатых частей. 3. Аналогичным способом выпрямляют вторую сторону и все последующие дефекты листовой заготовки. |
|
|
Деформация краев листовой заготовки |
1. Листовую заготовку кладут на лицо наковальни. Один край листа прижимают грузом, а второй — рукой. 2. В направлении от ровной центральной части листа наносят несильные удары молотка. По ходу выравнивания заготовку время от времени поворачивают разными сторонами. |
|
9. Выглаживание поверхности
Выглаживание поверхности представляет собой завершающую операцию, которой заканчивается практически любой формообразующий прием ковки. Назначение выглаживания — придать выкованной заготовке завершенный вид. В результате ковки на поверхности заготовки остаются следы ударных и подкладных инструментов, особенно при работе боевым молотом и кувалдой. Такая поверхность называется «кованой» и требует выравнивания. В результате выглаживания верхние слои металла уплотняются, а сама поверхность становится ровной и блестящей.
