Какое оборудование используют для ковки

Инструмент

В данном подразделе рубрики «Кузница» материалы о кузнечном инструменте (не путайте, есть еще подразделы с приспособлениями и оборудованием, в чем разница, смотрите здесь). Для получения более подробной информации переходите по ссылкам.

• Прослушать
• Кузнечные инструменты и приспособления для горячей (ручной, свободной, художественной) ковки: основные и вспомогательные, фото
• Клещи
• Вилки для гнутья
• Слесарно-кузнечные зубила, что это такое, применение
• Подсечки из стали
• Гвоздильни
• Раскатки
• Обжимки, для хомутов и прочие
• Молотки
• Полезное видео
• Гладилки
• Топоры
• Кувалда
• Наковальня
• Подбойки
• Пробойник
• Горн
• Наборы кузнеца
• Ручные инструменты и другое оборудование для холодной ковки металла
• Сделать своими руками: для кузницы, дома и не только
• Где купить

Прослушать

Предлагаем аудиоверсию статьи в видеоролике с фото для тех, кому лучше слушать, чем читать.

Кузнечные инструменты и приспособления для горячей (ручной, свободной, художественной) ковки: основные и вспомогательные, фото

Испокон веков кузнецы не обходились без кувалды, клещей, пробойников, молотков и прочей оснастки. Причём, эти инструменты были нужны любой кузнице как для холодной ковки, так и для горячей. Далее представлен весь список инструментов и приспособлений.

Клещи

Клещи — один инструмент кузнеца, без которого он, что называется, как без рук. Скорее они и есть продолжение его рук. Клещи должны обеспечивать прочный зажим поковки при ударе. Причём в зависимости от вида изделия клещи должны иметь губки различных форм: плоские, полукруглые или трубчатые.

Клещи кузнечные для свободной ковки из стали 40Х. Фото КовкаПРО

Вилки для гнутья

Ручная и подкладная (помещаемая в специальное отверстие в наковальне) вилки применяются для гибки и завивки заготовок с разными формами сечения: квадрат, кругляк, полоса.

Ручная кузнечная вилка. Фото КовкаПРО

Слесарно-кузнечные зубила, что это такое, применение

Такие инструменты для ковки, как зубила также постоянно применяются при художественной ковке металла.

Кузнечное зубило. Фото КовкаПРО

Зубила имеют деревянные ручки для предотвращения передачи вибрации на руку, предназначены для рубки горячего и холодного металла.

Подсечки из стали

Подсечка — приспособление, применяемое в паре с зубилом, фиксируется в отверстии наковальни. Для рубки деталь помещается между зубилом и подсечкой. Разрубается деталь ударом молота по зубилу. Либо металл просто кладется на подсечку и по нему наносятся удары молотком. Деталь надрубается с одной или с двух сторон не до конца доламывается.

Гвоздильни

Гвоздильня является приспособлением, с помощью которого производятся утолщенные головки для гвоздей, болтов, заклепок и прочих элементов.

Ручная кузнечная гвоздильня. Фото КовкаПРО

Существует два вида инструмента:

• ручная гвоздильня с несколькими полостями (от 1 до 5 ) разного диаметра;
• формовочная плита с большим количеством полостей разного размера.

Раскатки

Раскатка — инструмент для свободной ковки, применяющийся для выполнения такой операции как разгонка, которая позволяет получить заготовку нужной высоты и ширины.

Обжимки, для хомутов и прочие

Обжимки применяются для придания изделию разных форм: цилиндрическую, эллипсообразную или граненую с различным количеством граней. Обжимки состоят из двух частей, из которых нижняя крепится в отверстии наковальни, а верхняя, имеющая деревянную ручку, используется для формовки заготовки.

Обжимка верхняя круглая PICARD. Фото КовкаПРО

Молотки

Ручник — это основной рабочий инструмент — молоток весом от 0.8 до 2 кг.

При проведении небольших поковок работы проводятся молотком-ручником, которым также при ковке с молотобойцем кузнецом указывается место для нанесения удара.

Кузнечный молоток со смещенным центром. Фото КовкаПРО

Вес такого молотка составляет чаще от полукилограмма до полутора килограмм, длина ручки около 400 миллиметров. Ударная часть молотка — плоская, а верхняя часть выполняется закругленной или острой. Для того, чтобы сила удара не передавалась на руку кузнеца, рукоятка молотка изготавливается из рябины и других плотных сортов древесины.

Полезное видео

Гладилки

Следующий инструмент для художественной ковки металла — гладилка. Назначение ее понятно из названия, она помогает загладить поверхность изделия. Нижняя рабочая поверхность гладилки отшлифована.

Кузнечный молоток-гладилка. Фото КовкаПРО

Топоры

Кузнечные топоры служат для рубки горячего металла. Выделяют несколько видов инструмента в зависимости от формы рабочей части:

• двусторонние;
• односторонние;
• трапециевидные;
• фасонные.

Длина кузнечного топора составляет от 100 до 350 мм.

Кувалда

Кувалда — это инструмент, который должен обладать крепкой и в то же время легкой рукояткой, вес самой кувалды должен быть в пределах от 2 до 8 кг. Как правило, этот инструмент держат обеими руками. Вес и размеры варьируются в зависимости от изготавливаемого изделия.

Кувалда кузнечная тупоносая стальная оцинкованная. Фото КовкаПРО

Наковальня

Наковальня — это второй «основной компонент» в работе кузнеца. Ковка производится непосредственно ударами молота по металлу, находящемуся на наковальне.

Наковальни с хвостом. Фото СнабИнструмент

Учитывая, что сила ударов, как правило, велика, наковальня должна быть прочной и надёжно закреплённой на деревянном чурбане или других прочных основаниях. Соблюдение этих условий продиктовано соображениями безопасности.

Подбойки

Подбойки служат для создания на поверхности заготовки всевозможных выбоин, углублений и канавок. Подбойки как инструменты, предназначенные для ручной ковки, имеют множество конфигураций. В ходе процесса ковки подбойки могут видоизменять свою форму, поэтому в наличии всегда должен быть большой ассортимент инструмента.

Пробойник

Для того, чтобы сделать отверстие в изделии, используют пробойник. Сечения такого пробойника могут быть самой различной формы. Используемые самодельные приспособления для ручной ковки должны быть выполнены из прочной, закаленной стали.

Горн представляет собой печь для нагрева и расплавки металлических заготовок. Топливом для горна служит газ или уголь.

Газовый горн сферической формы.

Наборы кузнеца

Наборы кузнеца с различным количеством инструментов позволяет сразу приобрести все необходимое. Мастерам горячей ковки предоставляется следующие виды комплектов:

• мини-набор;
• средний;
• расширенный.

Сварочный аппарат с зарядным устройством «SSVA-160-2» входит в расширенный набор

Каждый набор позволяет выполнять задачи разного уровня и выполнять проекты любой сложности.

Ручные инструменты и другое оборудование для холодной ковки металла

Молотки, вилки и зубила используются для работы не только с горячим, но и с холодным металлом.

Кроме этого, для холодной ковки применяется широкий перечень оснащения, которое в большинстве случаев разделяют на четыре группы, в зависимости от технических характеристик оборудования:

• универсальные агрегаты с высокой производительностью позволяют выпускать элементы разных форм, используются на производстве компаний, специализирующихся на массовом изготовлении декоративных деталей;
• станки для холодной ковки, к которым относятся гнутик, улитка, волна, твистер, глобус (объемник), фонарик, кузнечный блок для раскатки гусиной лапки;

Станок для холодной ковки PROMA Gnutik 0005

• ручные инструменты;
• самодельные приспособления.

Какие инструменты и оснащение потребуется мастеру зависит от конфигурации необходимых для изготовления элементов.

Сделать своими руками: для кузницы, дома и не только

Ручные инструменты для горячей ковки достаточно несложно сделать своими руками. Такой вариант позволит сэкономить денежные средства и изготовить оснастку «под себя».

Подробные инструкции по изготовлению инструментов представлены в отдельном разделе нашего сайта. Мастера наглядно демонстрируют процесс производства клещей и прочей оснастки.

Где купить

Некоторые мастера не обладают свободным временем для изготовления нужной оснастки, им необходимо сразу же приступать к реализации проектов. В подобных случаях следует обратить внимание на производителей и поставщиков инструмента: зубила, клещи, гвоздильни и не только.

Как устроена кузница в наши дни. Оборудование и инструменты. ч.1 ⁠ ⁠

Идея поделиться о том, что вообще нужно для открытия кузницы у меня возникла, когда мы перевозили оборудование в новый цех, и оно почти всё уместилось в прицепе 3Х1,5.
Первое фото сделал сразу после разгрузки.
Остальные пойдут уже после того, как мы обжили это местечко.

Собственно, вот минимальный набор оборудования, чтобы начать ковать:
Наковальня, мешок молотков, мешок оснастки, чеканов и другой оснастки, улитка и электроинструмент.

Теперь по порядку, что же из себя представляет кузнечная мастерская в наше время.
Сердце кузница — горн. Кузнецы шутят: если на производстве нет горна, то там работают не кузнецы, а бессердечные «гнульщики» на холодную.

Своему горну я дал имя Кальцифер в честь огненного демона из ХЗ, ибо именно он приводит всю кузницу в движение) Не существует железки, с которой он не смог бы справиться.

В качестве топлива всегда используем кокс. Он выдает 2000° С и можно оборудовать горн с достаточно большой площадью нагрева. Горны на газе или обычном угле такими свойствами похвастаться не могут.

Конечно, без наковальни и ручника никакая кузница обойтись не может. Это 2 самых верных друга кузнеца, которые при должном уходе прослужат верой и правдой не один десяток лет.

У любого уважающего себя кузнеца всегда всегда имеется огромное количество разных молотов и фактурных чеканов. Моя коллекция, к сожалению, изрядно похудела в связи с переездом (что-то забыли, что-то потеряли, что-то сп*здили).

Набор клещей для удобства работы. Чем их больше — тем жизнь проще. Чаще каждый мастер сам себе делает инструмент сам, но можно и заказать в специализированных магазинах.

рихтовочный стол и тиски — еще пара вещей из разряда must have.

Теперь о тяжелой артиллерии — пневмо-молоты. Необходимая вещь для профессиональных мастерских. В бородатые века вместо них использовали накаченных молотобойцев, но их нужно было кормить, давать им отдыхать и платить з/п) А здесь просто залил масло, включил, нажал на педаль и всё.

У нас установлено 2 таких красавца. с м.п.д. 75кг и 400кг. Второй чаще всего стоит скучает и ждёт своего звёздного часа.

На бойки молотов устанавливаются штампы (в простонародье — лягушки) для различной фактуры, протяжки и прочей деформации заготовок.

Ну и, естественно, неизменный атрибут кузницы — куча разного металлолома, который мы находим на улице, в металлоприёмках. Будь то, сломанный советский напильник, рессора, мотоциклетная цепь, или кусок авиационной стали, который съединороссил для тебя знакомый, работающий на военной заводе.

Чуть позже расскажу об электроинструменте, которым снабжены современные кузницы.

Наверняка уже себе такой выковал? Признавайся!))

В качестве топлива кокс? Вы там совсем оборзели 😄

Радиоинженеры лазят по помойкам ищут всякие электроприборы (сам раза 2-3 лез за выкинутым телевизором, но блока радиоканала уже не было), тут выяснилось что кузнецы тоже по помойкам лазят.

Из кузни⁠ ⁠

Немного процесса с работы
Делаем пару завитков

Обрезаем под углом.

Складываем и прихватывает для рихтовки

Завариваем и зачищаем

Дальше ставим шайбу и делаем электрозаклепку.

Повторяем необходимое количество раз

Готово. Работаем дальше

Хобби. Дровница кованная⁠ ⁠

Занимаюсь иногда творчеством с металлом. Фото процесса делать к сожалению часто забываю. Так что всего несколько фото будет процесса и результат. Попросили меня придумать дровницу для камина. В наличии был пруток квадрат 10 мм , обрезки прутка, обрезки листового металла и остатки прокатной полосы с рисунком.

Самого начала процесса фоток не сохранилось. Пруток квадратный проковал для нанесения фактуры. Нарезал, согнул и сварил) Идеальной геометрии не получилось, но это целью и не было. На глаз все равно.

Из круглого прутка сделал орнамент. Полоса с рисунком пошла на основание. Было бы ее побольше, то зазоры сделал бы поменьше между ними.

Добавил ножки. Пока их делал задумался и сделал все 4 одинаковыми, а не зеркальными. Обнаружил уже приделывая. Пришлось по новой их ваять. Ручки сделаны из тоже квадрата 10 мм.

Добавил несколько листиков для красоты и в покраску. Поверх черной краски нанесена патина под бронзу и лак.

К ножкам приклеены кусочки кожи, чтобы металл не царапал пол.

Вещь получилась достаточно массивная. Вид у камина.

Процесс был не быстрый. Да и не торопили меня. Всем бобра.

Кованое яблоко⁠ ⁠

Красота ковки кроется в деталях.
Сегодня я вам покажу как изготовить элемент кованое яблоко.

Украсить таким элементом можно любое изделие, от мангала до ворот.

Вот так происходит процесс изготовления кованых яблок.

А если лень или нет возможности сделать самому вот ссылка для заказа:
https://www.avito.ru/sevastopol/remont_i_stroitelstvo/kovany.

Кованая роза⁠ ⁠

Скоро 14 февраля, да и 8 марта не за горами, пора позаботится о поздравлении любимых женщин.

Изготовление кованой вазы для букета цветов из металла⁠ ⁠

Изготовил кованый букет в вазе любимой на 8 марта.

Кованое крыльцо "Яблоневый сад"⁠ ⁠

Давайте познакомимся⁠ ⁠

Доброго времени суток. Меня зовут Сергей. Я работаю уже больше 15 лет с металлом и не представляю без этого свою жизнь. За эти годы я освоил множество профессий связанных с обработкой этого чудесного материала.

Кавказский кинжал. Долы и геополитика 2⁠ ⁠

Написав порядочно текста в первой части я всего лишь подошел к самой сути – технологии изготовления оружия в примитивных условиях древней мастерской. Однако именно в таких условиях и было изготовлено несчетное количество кавказских кинжалов – оружия для всех слоев населения.

Технологии — это то, что не переваривает в большинстве своем современный читатель — ему становится скучно. Другое дело — читать глупейшие мифы о том или ином ноже, той или иной детали.

Поэтому прежде чем что-то написать, приходится разбираться с тараканами в чужих головах. Иначе не получится — информация не усваивается.

Чтобы разговаривать о необходимости долов нужно не только понимать нюансы технологий, но и представлять экономическую обстановку на Кавказе того времени. А, как я уже писал, народ был беден. Хотя, для изготовления кинжала инструмента нам потребуется не так уж и много: клещи, молоток, наковальня, ну, может еще что из железа. Кстати, у вас есть наковальня? Знаете, сколько она стоит приличная?

Даже сейчас не всякий «умелец» может позволить себе в хозяйстве наковальню, а что тогда говорить о кавказцах, которых Пушкин собирался приобщать к цивилизации с помощью самоваров? Кстати, у вас есть самовар? Нет? Тогда что с вами, дикими, разговаривать?

Только упомянули наковальню и кузнецов и сразу наткнулись на еще один миф. Кто по-вашему изображен на картинках? По-вашему — кузнецы. По-моему — какие-то неадекватные личности — потенциальные калеки. Так ручником не машут, не говоря уже о других ошибках на картинках.

Цены, конечно, на картинке с наковальнями конские. Всегда можно найти средненькую по качеству наковальню тысяч за 25-30 или убитую бэушную тысяч за пять-десять. Но десять тысяч — тоже деньги. За эту цену кинжал купить можно.

Кстати, старые якутские кузнецы тоже деньгами не швырялись и наковальню, обычно, носили с собой, как и весь остальной инструмент. Кавказцы из-за природных условий и месторасположения были немного побогаче, но не намного. Я не нашел свои фото из Санкт-петербургского этнографического музея, но любой желающий может туда зайти и посмотреть на традиционную якутскую наковальню – вбитую в бревно стальную болванку. Частенько кузнец и сидел на этом бревне работая. На фото ниже уже «продвинутые» якутские кузнецы в стационарной мастерской.

Заметили какого размера у кузнеца наковаленка? Вон она, размером с ладонь, на пне закреплена.

Такие болванки в качестве наковальни до сих пор используют в Азии и Индии. В Сети полно роликов и любой желающий может посмотреть на работу современных кузнецов из тех краев. Условия, в которых мастера изготовляют свои изделия, часто нисколько не отличаются от средневековых.

Непальский деревенский кузнец работает над серпом сидя на корточках у горна-ямки.

Для изготовления кавказского кинжала нам тоже не потребуется большая наковальня, достаточно будет бабки для отбивки кос. Я как-то изготовил клинок на болванке размером 2 на 4 см.

Вам, если возьметесь ковать кинжал, этого тоже хватит. Более того, на такой небольшой бабке ковать кинжал зачастую удобнее, чем на массивной наковальне. Удобнее, но с одним условием – если на полосе из которой мы куем кинжал сделаны узкие долы.

Итак, у нас есть полоса стали и нам нужно оттянуть у нее лезвие. При оттяжки лезвия полоса будет изгибаться и приобретать форму полукольца или серпа — законы физики.

Выправить ее можно тремя известными способами.

1. Придать полосе изначально изогнутый вид (предварительно выгнуть ее в обратную сторону). Так поступают некоторые современные кузнецы.

2. После оттяжки лезвия или одновременно с этим отстукивать обух, уменьшая его толщину. Обух в этом случае примет форму клина. Это требует определенного опыта. Поэтому клин по обуху довольно редок, хотя и наиболее историчен.

3. Выправлять полосу в процессе ковки.

Первые два способа требуют определенного навыка и всегда есть риск испортить заготовку неточным ударом. Третий способ недоступен по причине дороговизны необходимого инструмента.Третий способ самый простой, если сталь качественная и наковальня достаточно большая – больше длины клинка. (См. фото выше)

На маленькой бабке так выпрямить нельзя и что делать, если приобрести большую наковальню не позволяют возможности? Кавказцы нашли выход: в качестве оружия они выбрали обоюдоострый кинжал с асимметричными долами. Конечно, делались кинжалы и с другим типом долов и без них, но кинжал с асимметричным долом оказался наиболее простым в изготовлении.

Для современного мастера изготовление асимметричных долов на клинке сопряжено с большими трудностями. Во-первых, нужно как-то закрепить клинок, во-вторых — подобрать нужный инструмент, в-третьих, этим инструментом необходимо владеть на достаточно высоком уровне, так как всегда сохраняется опасность испортить плоскость клинка при изготовлении дола. В-четвертых, выточенный дол необходимо еще обработать и придать ему аутентичный вид. В общем, нанесение долов на клинок порой занимает больше времени, чем изготовление самого клинка. Кому это надо?

Однако, в современном историческом оружиеведение распространено мнение, что в старину долы так и делались – выстругивались после изготовления клинка для красоты или «облегчения» клинка. В доказательство приводятся работы современных мастеров. Попробую показать что это все не так.

Нанесение долов на полосу — простейшая операция, выполнять которую могут люди первый раз взявшие в руки молоток и клещи. Долы наносились чтобы облегчить получение клинка и значительно уменьшить время необходимое на его изготовление. В общем, долы увеличивают производительность труда и позволяют изготовить качественный клинок в самых примитивных условиях. И вам, если вы решитесь отковать кинжал, потребуется сделать на полосе долы. Вы можете сделать это болгаркой за несколько минут. Древним мастерам требовался другой инструмент.

В древности долы на полосе или выстругивались, или набивались. Выстругивать, конечно, дольше, но в этом случае не требуется вообще никаких сложных приспособлений. Достаточно иметь обломок сверла или кусочек хорошо закаливающейся стали.

Инструмент для выстругивания пазов называется дорожник, шпунтубель, пазник. Простейший, можно сделать из двух досочек, более сложный с регулируемым расстояние от края — требует винтов.

Сделанный за несколько минут инструмент из подручных материалов

Полоса закрепляется на столе и дорожником выстругивается паз нужной глубины.

Работа таким инструментом и определило известное нам расположение дола — слева от оси. Дол выстругивался всегда от рукояти к острию. Так гораздо удобнее, потому что не нужно ничего размечать и можно не опасаться испортить заготовку.

Металл в древности очень часто строгали, посмотрите ролики изготовления японскими мастерами оружия по традиционным японским старинным технологиям.

Для более быстрого нанесения дола на полосу используется кондуктор. Его тоже несложно изготовить. Дол набивается на одной стороне, а потом на другой.

Набивка дола в простейшем штампе-подкладке.

Набитый на заготовке дол.

Рассмотрим необходимые операции для изготовления кавказского кинжала.

1. Отрезается полоса нужного размера. Конец полосы для увеличения производительности и облегчения труда отрезается под углом.

2. Выравнивается. Кончику клинка придается необходимая форма.

3. Наносится дол. Выстругивается или набивается. Начинать дол нужно с будущей рукояти, но у начала сужения клинка его закончить. Для этого можно поставить простой упор или сделать разметку.

4. Размечается рукоять. Если дол зашел на рукоять ничего страшного – все скроется накладками.

5. Формируется головка. В принципе ее можно формировать и в самом конце после оттяжки лезвия – это не принципиально. Часто головку клинка делают равной по ширине с клинком. Для этого ее немного расковывают и клинок приобретает такую вот форму по толщине.

6. Оттяжка лезвия. Для облегчения работы мастер прижимает клещи к бобышке и легкими ударами молотка оттягивает лезвие, передвигая клещи по долу в случае необходимости. Губки клещей предохраняют центр клинка от неловкого удара.

Поэтому толщина клинка очень плавно изменялась от рукояти к острию. Чем шире клещи, тем быстрее работа.

Часто дешевые клинки делались из малоуглеродистой стали и нагревались только для снятия напряжений. Работа шла как с медью. Но лезвие клинка приобретало прочность за счет наклепа. Такие клинки даже не закаливались. Широкие клещи не позволяли клинку изгибаться во время ковки – работа существенно облегчалась.

Во время ковки кинжала на обычной наковальне он изгибается сразу в трех плоскостях. Выпрямить его бывает очень сложно. А для того чтобы избежать закручивания винтом, клинок приходится ковать перекладывая «с острия на рукоять». Долы же позволяют «заневолить» заготовку и избежать ее деформации. Откованный таким образом клинок почти не нуждается в правке. Работать может мастер любой квалификации. Даже человек ни разу не бравший молоток в руки сможет отковать из полосы с асимметричным долом отличную заготовку под кинжал.

Оттяжка лезвия.

7. Обточка. Обдирались клинки напильниками или на кругах различного вида, часто самодельных. Дол шлифовался каким-либо абразивом с помощью деревянных палочек.

— Вы все врете, — скажут мне приверженцы долов как декорации. — Все современные мастера дол вырезают, и нет никаких доказательств, что его делали на полосе.

Конечно, делали долы и на готовых клинках. Но в более позднее время, когда клинки уже массово штамповали на заводах или тупо точили из полосы.

В примитивных условиях это делалось следующим способом. Клинок сгибали дугой и на этом полукольце не спеша напильником выпиливался дол. Таким способом дол можно вытачивать и на обычных ножах.

Хотя, даже если клинок вырезать из полосы, а не ковать, все равно удобнее нанести дол заранее, он будет служить разметкой. Кстати, неглубокие разметочные долы тоже встречаются. Если выбросить из головы постулат что дол – это красиво, сразу открываются дали и перспективы его всевозможных предназначений.

Давайте поищем доказательства того, что дол наносился на полосу, а не на клинок. Сейчас Интернет предоставляет нам такие возможности, которых не было даже у историков написавших много умных книжек. Вот взять те же топоры, что только про них не пишут в книжках. А попробуешь отковать, и выходит… Ой, опять я увлекаюсь. Топоры – совсем другая тема.

Смотрим на фото.

Что вы видите?

Думаю, большинство увидело старый кинжал без рукояти. Я вижу совсем другое. Обратите внимание на рукоять. Видите, что дол заходит далеко за ее середину. Это значит, что изготавливался он не на клинке, а на полосе. Никакой мастер не стал бы мучиться, выстругивая или выбивая дол в совершенно не нужном месте. Но допустим, этот клинок делал как раз мазохист. Смотрим на острие.

Видите, как дол сходит на нет? Это возможно только в случае если мастер применял специальный инструмент, сводя на нет кончик дола, или просто оттянул лезвие клинка ковкой. Знаю мастера, который имитировал такой аутентичный дол, вытачивая его конец гриндером. Сейчас часто так делают. Вернее, почти всегда. Уже не знаю никого, кто режет долы на полосе для дальнейшей ковки.

Набитый на поковке дол и его окончание до оттяжки лезвий.

Кончик дола после оттяжки лезвий.

Современная работа. Обратите внимание на дол.

Старый клинок. Сравните дол с долом на фотографии выше.

Возвращаемся к рукояти. Видите что дол на ней шире, чем на клинке? Это возможно только в одном случае – если лезвие оттягивалось, а дол уже имелся. Дол работал как компенсационный, уменьшаясь в ширине за счет течения металла.

Таких фотографий я могу предоставить множество.

Дол проходит через всю рукоять — одно из доказательств того, что он делался на полосе. Обратите внимание на грубое начало дола.

Видны следы от штамповки. Мастер,возможно, раздавал головку и рукоять в ширину.

Отверстие сделано после изготовления дола.

Вообще дол может заходить за рукоять или не доходить до рукояти – как сделали, ГОСТа – нет. Нет ни кавказских ГОСТов, ни непальских, ни якутских. Однако в основе изготовления клинка, да и любого другого предмета лежала целесообразность.

Дол для облегчения работы – это целесообразно. Дол для красоты – глупость не способствующая выживанию кузнеца. Красота – это серебро на рукояти и ножнах. Будете спорить?

Надеюсь, я убедил вас в том, что асимметричный дол это не «хохлома» у воинственных горцев, а технологическая необходимость, помогающая выживанию народа.

Когда и где появился ассиметричный двусторонний дол, пускай разбираются историки, фактического материала для этого хватает. Однако с уверенностью можно сказать, что на Кавказе эти долы нашли свою вторую родину, если не были первой.

Плюшка кузнечная⁠ ⁠

В рамках тренировки и ради эстетики, завиток сделан ковкой из 14 кругляка

Через год работы только стали получаться плотные закрутки.

Тем, кто любит сублимировать⁠ ⁠

Привет всем любителям сублимационной сушки! (с) Негода. (Почти)

Долгое время от меня не было вестей, но это не потому, что я обленился, а ровно наоборот. Мы были заняты тем, что переезжали на новое производство, и теперь у нас новый завод! Ниже небольшой отчет о этом событии, а также о наших новинках, которые мы освоили за последние месяцы.

Вот так выглядит наш новый завод:

Для нас, «гаражной фирмы» это очень большой рывок вперед. Давным-давно мы втроем начинали в гараже, потом мы всемером уже работали в большом гараже, потом нас стало 12 и мы арендовали совсем уже большой гараж. Теперь нас целая команда и настоящий, пусть и маленький, завод!

Мы с утроенной силой работаем, чтобы наверстать вынужденный простой при переезде, но так как мы закупили много нового оборудования, мы справляемся. Также этому способствует отличное оснащение цеха — освещение, система микроклимата и чудесные, совершенно гладкие полы. как мы намучились с разбитыми бетонными полами в наших предыдущих гаражах, сил нет.

1. Мы заканчиваем разработку первого российского фармацевтического сублиматора, выполненного по стандартам фармацевтической отрасли.

2. Приступили к строительству первой серии из 6 машин — самых больших сублиматоров в России. Это девятиметровые монстры, выполненные целиком из нержавеющей стали, с новыми интересными системами.

3. Мы разработали и изготовили первые наши датчики вакуума и, что самое интересное, датчик массового расхода водяного пара в вакууме. Это новое изделие позволит управлять процессом сублимации на новом уровне, так как система управления будет отслеживать объем эмиссии водяного пара в реальном времени. Датчик полностью цифровой, и пока немного громоздкий, но мы работаем над уменьшением его размеров.

Вот на этой фотографии виден масштаб новинки (это, конечно, не датчик):

Слева виден маленький черный шкафчик — это сублиматор СБ-3, я притащил его специально для масштаба. Кстати, СБ-3 это тоже новинка, с новыми функциями, новым софтом управления, новой системой кассетных полок на телескопических направляющих. Что особенно приятно, в этом году выпустили уже 66 штук сублиматоров этой серии, чем мы очень гордимся.

Из новинок, примененных в этом большом сублиматора — одна из самых главных это специальная система, позволяющая компенсировать дифференциал давления, который неизбежно образуется в таких длинных корпусах. До этого приходилось мириться с этой проблемой, теперь же эта проблема не будет влиять на процесс сублимации.

Не могу удержаться, чтобы не выложить еще одну фотку этого монструозного аппарата:

Для сравнения еще пара фоточек:

Упаковывается малый лабораторный сублиматор СП-1, это последняя машина этой серии, теперь будут совсем другие машины.

А вот это тот самый СБ-3, самая наша популярная машина:

Вот коротенькая видеоэкскурсия по новому цеху:

А вот немного красивой токарной обработки нержавейки:

Мы не клеим на свою продукцию наклейки «Создано в Казани», но с гордостью устанавливаем шильдики «Сделано в России».

Спасибо за внимание

PS Наша заводская кошка родила заводских котят, вот один из них передает всем привет.

Изготовление и установка кованых заклёпок⁠ ⁠

Молотки⁠ ⁠

В связи с ранее опубликованным постом, добавлю немного ненужной вам информации.
Говорят, что начинающий кузнец должен сам сделать себе клещи и ручной молот (далее по тексту молот — это ручной кузнечный молоток). При изготовлении клещей тренируется точность удара, при изготовлении молота — сила.
В основном в российской школе кузнечного ремесла используется ручной молот вот такого типа

Правый простой рабочий молот ручник, вес полтора кг. Бойки не закалённые. Т.к. работаю в основном в перчатках, на рукоять нанес рифление для улучшения сцепления (не обязательно). Левый сделал из такого же шноркеля, что и в предыдущем посте. Но! Бойки закалил и один закруглил. Потом объясню, почему это не надо делать.
По работе таким молотом хочется сказать следующее. Работать им нужно точно, делать художественную ковку им удобнее, бойки по сечению меньше, чем американские и при забивке оттяжки в завиток им работать удобнее, да и привычнее, точную работу лучше поручить ему.

Молоток американский. Работать им на кузнечных оправках не удобно. Широкие бойки не пускают в узкие места в закруглениях. Зато им отлично получается плющить горячие и холодные железки на наковальне. Инструмент реально полезный для работы по площадям.

Молот японского типа. Вещь своеобразная. Боек у него один, за счёт этого даже с круглой рукоятью самоцентрируется в руке (гравитация — бессердечная сука). Японцы. Они не с нашей планеты. То ли педанты, то ли эстеты. Большой необходимости в таком молотке нет. Он лёгкий. Попробую им поработать побольше, но по ощущениям этим инструментом можно делать тонкую работу. Например, отбивать кромку на ноже. Силовую работу им умахаешься делать. Больше про него особо не скажу.

Сделал гвоздодер небольшой из какой-то колхозной железки. Судя по искре, углеродистой.Подкалил в масло. Эта сука звенит:))) Забавно. Лёгкий. Выглаживать не стал. Кованый он, или где.
если кому что интересно, то спрашивайте в комментариях. Если знаю или думаю, то отвечу.

Производственный процесс в колесопрокатном цеху⁠ ⁠

Современная ферма⁠ ⁠

По просьбам трудящихся.

Современная ферма, а точнее животноводческий комплекс, устроена так, чтобы создать корове максимальный комфорт, чтобы у той в свою очередь максимально поднять производительность (продуктивность).
Продуктивность зависит от породистости коровы, условий кормления, условий лечения и условий содержания.

Расскажу сегодня о условиях содержания (бытовые условия).
Ферма это комплекс зданий — коровники, доильные залы, родилка, телятники и сопутствующие технологические здания.
В фермах старого образца как правило корова практически не двигается, стоит-лежит на одном месте: спереди кушает, сзади какает. Там же её доят, там же производят ветеринарные процедуры. Это называется — привязное содержание.
В новых фермах (от 600 до 6000 голов) — содержание беспривязное, т.е. коровы беспрепятственно гуляют по корпусу (в пределах своей группы). Могут полежать на индивидуальных стойломестах, попить воды из автоматических поилок, поесть кормосмесь с кормового стола, почесаться об специальную чесалку, пообщаться. В зависимости от комплектации коровника может работать принудительное проветривание, системы опрыскивания (туман) и многое другое. Навоз в корпусах автоматически удаляется во всех случаях. Вода в поилки сама добавляется. Вентиляторы включаются в зависимости от погоды. Чесалки начинают крутиться и чесать при их наклоне. Один человек смотрит за коровником на 600 голов.
Хорошие условия содержания очень сильно повышают производительность коров.
Был случай, когда мы перевели обычных коров со старой фермы на новый комплекс и у них почти на 60% увеличилась производство молока только за счёт улучшения условий содержания.
Доят коров в отдельных доильных залах. Трижды в день скотники открывают ворота и коровы самостоятельно идут в доильный зал и сами оттуда возвращаются в свой коровник.
В доильных залах коров доят, обрабатывают вымя, проводят обработку копыт, своевременно проводится лечение.
На роботизированных фермах в каждой группе стоит по одному роботу-дояру, в котором поочерёдно доятся все коровы из группы. Как правило один робот ставится на группу из 80 коров. Коровы также самостоятельно заходят на дойку.
Санаторий одним словом.
Надои в таких комплексах превышают 50 литров в сутки (за три дойки), некоторые коровы дают более 70 литров.
Выбраковка коров происходит как правило в возрасте 6-7 лет. В данный период корова теряет в производительности. Её отправляют на мясокомбинат.

Оборудование цехов ковки и штамповки

Наиболее общей классификацией кузнечно-штамповочных машин является классификация, впервые предложенная проф. А.И. Зиминым, в основу которой положен характер изменения скорости v перемещения рабочих органов машин за время рабочего хода t_р. Согласно данной классификации все кузнечно-штамповочные машины подразделяют на пять основных групп (рис. 1).

К первой группе относятся молоты, характеризующиеся нежесткой кривой изменения скорости перемещения рабочих частей машины. Для данной группы машин характерна зависимость «время рабочего хода подвижных частей от сопротивления деформации», а следовательно, и форма кривой изменения скорости. Такие кривые изменения скорости называются нежесткими.

К этой же группе относят различные прессы: фрикционные с механическим приводом, винтовые с дугостаторным и круговым приводами, пресс-молоты с гидравлическим приводом. Хотя винтовые машины и называют прессами, но по характеру изменения скорости движения рабочих частей их можно отнести к машинам первой группы – молотам.

Во вторую группу входят гидравлические прессы, которые также имеют нежесткую кривую изменения скорости движения рабочих частей машины. У этой группы машин рабочий ход может начинаться с нулевой или любой другой начальной скорости (штриховая кривая на рис. 1). Наибольшие скорости перемещения рабочих частей гидравлических машин v_max сравнительно небольшие и составляют до 0,3 м/с.

Рис. 1. Классификация кузнечно-штамповочных машин

Третью группу составляют кривошипные машины. Скорость перемещения рабочих частей этих машин, как правило, ≤ 0,5 м/с, а кривая изменения скорости носит жесткий характер и зависит от кинематики привода.

К четвертой группе относят машины ротационного типа с постоянной окружной скоростью рабочих частей, достигающей 8 м/с.

В пятую группу входят импульсные штамповочные машины и машины для гидравлической, пневматической и вакуумной штамповки, которые имеют нежесткую кривую изменения скорости рабочих частей за очень короткое время рабочего хода. В импульсных штамповочных машинах в качестве рабочего тела, осуществляющего непосредственное деформирование, можно использовать воздух, жидкость, энергию электрического поля и пороховых газов и т.д. Для штамповки взрывом применяют специальные твердые взрывные вещества или горючие смеси. Скорость рабочего тела при этом достигает 300 м/с.

Наряду с общепринятой классификацией кузнечно-штамповочных машин по характеру изменения скорости движения рабочих частей машины, каждая из названных групп может классифицироваться по технологическому, конструктивному или другим признакам.

2. Паровоздушные молоты

Паровоздушные молоты приводятся в действие паром или сжатым воздухом. Пар подается к молоту по трубопроводам от паровых котлов или паросиловых установок, сжатый воздух – от компрессоров компрессорных станций под давлением 700…900 кПа. Пар и сжатый воздух для данного типа молотов являются энергоносителями.

Рис. 2. Схема паровоздушного молота простого действия: 1 – трубопровод; 2 – рабочий цилиндр; 3 – поршень; 4 – шток; 5 – баба; 6 – верхний штамп; 7 – отверстие; 8 – нижний штамп; 9 – промежуточная подушка; 10 – шабот

По способу использования энергоносителя паровоздушные молоты подразделяют на молоты простого и двойного действия.

В молотах простого действия пар и сжатый воздух служат только для подъема движущихся частей в верхнее положение. Рабочий ход (ход вниз) совершается под действием силы тяжести подвижных (падающих) частей. Накопленная при падении кинетическая энергия превращается при ударе в работу, используемую на изменение формы заготовки.

Принцип работы паровоздушного молота простого действия (рис. 2) следующий: пар или сжатый воздух по трубопроводу 1 поступает в штоковую полость рабочего цилиндра 2 и поднимает поршень 3 и шток 4 с закрепленными на нем бабой 5 и бойком 6.

Рис. 3. Схема паровоздушного молота двойного действия: 1 – шток; 2 – рабочий цилиндр; 3 – поршень

При движении поршня 3 вверх воздух из поршневой полости цилиндра 2 выходит через отверстие 7. Когда поршень перекрывает это отверстие, под ним, в верхней части цилиндра, образуется замкнутое пространство, в котором возникает упругая воздушная подушка, обеспечивающая плавное торможение поршня в конце хода.

При подъеме поршня на требуемую высоту парораспределительный механизм прекращает подачу пара (или воздуха) в цилиндр и соединяет его с атмосферой. Под действием силы тяжести подвижные части молота с верхним штампом 6 падают вниз и ударяют по заготовке, установленной на нижнем штампе 8, закрепленном через промежуточную подушку 9 на шаботе 10.

Принцип работы паровоздушного молота двойного действия (рис. 3) заключается в следующем. Для подъема штока 1 вверх сжатый воздух или пар подается в нижнюю полость рабочего цилиндра 2, так же как и в молотах простого действия.

Рис. 4. Ковочный молот

При рабочем ходе вниз пар или сжатый воздух подается в верхнюю полость рабочего цилиндра 2 и помогает силе тяжести в разгоне падающих частей молота, в результате чего скорость в момент удара достигает 7…8 м/с. При этом пар (воздух), находящийся под поршнем 3, выбрасывается в атмосферу. При одинаковой массе падающих частей молота количество накопленной кинетической энергии у молота двойного действия будет значительно больше благодаря более высокой скорости, чем у молота простого действия.

Паровоздушные молоты по технологическому назначению бывают ковочные и штамповочные.

На ковочных молотах (рис. 4), имеющих силу тяжести падающих частей 1000…8000 кг, можно изготавливать ковкой заготовки массой 20…2000 кг.

Наибольшее распространение получили ковочные паровоздушные молоты двойного действия с массой падающих частей до 5000 кг.

Штамповочные молоты (рис. 5) являются основным оборудованием для горячей объемной штамповки благодаря своей универсальности, простоте конструкции и невысокой стоимости по сравнению с другими видами оборудования.

Рис. 5. Штамповочный молот

Сила тяжести падающих частей штамповочных паровоздушных молотов находится в диапазоне 630…25 000 кг. Наиболее широко применяются молоты с силой тяжести падающих частей 630…10 000 кг.

3. Механические молоты

В механических молотах передача энергии от главного электродвигателя к подвижным частям осуществляется с помощью различных механических связей: фрикционных, гибких и упругих.

В молотах с гибкой связью для подъема бабы используют ремень, канат или цепь. К молотам с упругими связями относят рычажные и рессорные молоты.

3.1. Фрикционные молоты с доской

Действие фрикционного молота с доской основано на использовании сил трения для подъема бабы. Падение последней происходит под действием собственной силы тяжести. Таким образом, энергия удара фрикционного молота с доской определяется массой падающих частей и высотой их падения и подсчитывается так же, как и для паровоздушного молота простого действия.

Рис. 6. Кинематическая схема фрикционного молота с доской: 1 – шабот; 2 – баба; 3 – деревянная доска; 4 – ролики; 5 – направляющие; 6 – тормозные колодки; 7 – педаль

Кинематическая схема фрикционного молота с доской приведена на рис. 6. Шабот 1 и баба 2 мало отличаются от подобных деталей паровоздушного молота. Когда доска 3 зажата между вращающимися роликами 4, подвижные части по направляющим 5 поднимаются вверх. Перед концом подъема ролики раздвигаются, а доска зажимается тормозными колодками 6. Это положение соответствует удержанию бабы на весу. Чтобы баба ударила из положения «на весу», необходимо нажать на педаль зажимного механизма. Тормозные колодки связаны с педалью 7 системами рычагов и электропневматического управления. Если отпустить педаль сразу после нажатия, молот сделает один удар. Если держать педаль нажатой, молот будет автоматически совершать последовательные удары.

Фрикционные молоты с доской применяются для горячей объемной штамповки поковок, не требующей выполнения операций подкатки или протяжки.

К существенным недостаткам этих молотов относятся невозможность регулирования силы удара, их относительная тихоходность (30…50 ударов в минуту), недопустимость эксцентричных нагрузок и высокая стоимость досок, которые являются наименее долговечной деталью (срок ее службы 40…50 ч). На молотах обычно применяют две доски, которые изготавливают из бука, ясеня или клена.

3.2. Молоты с гибкой связью

В молотах с гибкой связью в качестве гибкой связи используют ремень или цепь. В нашей стране они не нашли широкого применения, хотя в мировой практике весьма распространены.

Молоты с ремнем применяют для горячей штамповки. Их изготавливают с массой падающих частей 150…2000 кг.

Для подъема бабы в молотах с ремнем используют две схемы:

1) подвижные части поднимают с помощью ремня, зажатого между вращающимися роликами вследствие сил трения;

2) ремень наматывают на вращающийся шкив, осуществляя связь бабы с подъемником.

Рис. 7. Схема молота с приводом бабы от ремня: 1 – тяга; 2 – пневмоцилиндр; 3 – ресивер; 4 – редукционный клапан; 5 – распределительный клапан; 6 – тросы; 7 – педаль; 8 – противовес; 9 – трехходовой кран; 10 – рычаг; 11 – стяжные болты

На рис. 7 показана схема молота с приводом бабы от ремня. Ремень к шкиву прижимается роликом при перемещении его тягой 1, связанной с поршнем пневматического цилиндра 2. Чтобы исключить влияние колебания давления воздуха в сети на работу привода, в пневматическую схему молота включают ресивер 3, имеющий достаточный объем.

Величина рабочего давления воздуха, обеспечивающая силу прижатия ремня, составляет 300…600 кПа. Давление регулируют редукционным краном 4. Воздействие на распределительный клапан 5 цилиндра 2 осуществляют через трос 6 с помощью педали 7. Педаль поддерживается в верхнем положении противовесом 8. Для ограничения высоты подъема бабы используют трехходовой кран 9, который при контакте бабы с рычагом 10 переключает пневмоцилиндр на отвод прижимного ролика от ремня. Работа молота с цепью аналогична работе молота с ремнем.

3.3. Бесшаботные молоты

Молоты с подвижным шаботом называют молотами со встречным движением бабы или бесшаботными. Бесшаботные молоты изготавливают с различным исполнением привода подвижных баб, с энергией удара до 1500 кДж. На них можно штамповать поковки с массой, достигающей 20 000 кг. Схема бесшаботного молота приведена на рис. 8.

Рис. 8. Схема бесшаботного молота с ленточной связью баб: 1, 2 – верхняя и нижняя бабы; 3 – блокишкивы; 4 – металлические ленты; 5 – амортизирующие буфера

Принцип работы следующий: две бабы: верхняя 1 и нижняя 2, связанные между собой стальными лентами 4, движутся навстречу друг другу и при взаимной встрече штампуют заготовку, которая укладывается на нижнюю бабу. Отсутствие шабота (его роль играет подвижная нижняя баба) сокращает ударные воздействия подвижных частей на фундамент и соответственно производственное здание.

Станина молота монтируется на фундаментной плите. Верхняя баба приводится в движение поршнем. В качестве энергоносителя применяют пар, сжатый воздух либо другой газ.

Нижняя баба получает рабочее движение от верхней посредством стальных лент, перекинутых через блоки-шкивы 3. Применяют также конструкции молотов с независимым приводом обеих баб. В большинстве конструкций движение баб происходит в вертикальной плоскости, но известны молоты, где движение баб осуществляется и в горизонтальной плоскости.

4. Винтовые прессы (молоты)

Винтовые машины применяют для горячей и холодной объемной штамповки, чеканки, правки, гибки и других операций. К винтовым кузнечным прессам относят такие, которые в составе главного исполнительного механизма имеют винтовой шпиндель (винт) с несамотормозящейся резьбой прямоугольного или трапецеидального профиля. Эти прессы используют для штамповки поковок кинетическую энергию вращательного или винтового движения масс.

Принцип действия винтовых машин заключается в разгоне подвижных частей (винта с маховиком или без маховика, ползуна и верхнего штампа) приводом фрикционного, электрического или гидравлического действия во время хода вниз до определенной скорости для того, чтобы накопить кинетическую энергию необходимой величины. Наибольшая скорость современных винтовых прессов с фрикционным, дуго- и кругостаторным электроприводом составляет 0,5…0,9 м/с, а с гидроприводом – 0,9…2 м/с.

По характеру работы винтовые прессы относят к оборудованию, имеющему нежесткую кривую изменения скорости движения рабочих частей во время рабочего хода, поэтому, хотя винтовые машины и называют прессами, по характеру изменения скорости движения рабочих частей они являются, скорее, молотами, чем прессами. Общее с прессами у этого типа машин – наличие станины, выполненной в виде замкнутой рамы, которая воспринимает силу в момент деформации заготовки.

Рис. 9. Винтовой двухдисковый пресс: 1 – станина; 2 – ползун; 3 – верхняя поперечина; 4 – фрикционный диск; 5 – приводной вал; 6 – маховик; 7 – винтовой шпиндель; 8 – составная гайка; 9 – фрикционный диск; 10 – механизм управления перемещением фрикционных дисков 4 и 9 относительно диска 6

Поэтому винтовые машины оценивают не только по накопленной кинетической энергии, но и по номинальной силе. Это обстоятельство, а также сравнительно невысокая скорость рабочих частей позволяют называть эти машины прессами, хотя по характеру своей работы их было бы правильнее считать молотами.

В отечественных винтовых прессах с гидравлическим приводом кроме накопленной кинетической энергии для деформирования заготовки используется и сила, развиваемая гидравлическим цилиндром.

Общий вид винтового двухдискового пресса с фрикционным передаточным механизмом показан на рис. 9.

Станина 1 винтового пресса состоит из двух стоек, отлитых из стали или чугуна за одно целое со столом, и верхней поперечины 3, соединенной со стойками стальными стяжными болтами. В верхней поперечине закреплена составная гайка 8, внутри которой проходит винтовой шпиндель 7, имеющий несамотормозящуюся многозаходную резьбу с углом подъема витков 12…20°. На верхнем конце шпинделя закреплен горизонтальный маховик 6, выполненный из стального или чугунного литья с накладками из фрикционного материала по ободу.

Нижний конец шпинделя через пяту шарнирно соединен с ползуном 2, двигающимся в направляющих станины 1. Над маховиком 6 находится приводной вал 5 с дисками 4 и 9, расстояние между которыми всегда несколько больше диаметра маховика. При перемещении горизонтального вала вдоль оси с помощью нажимного пневматического механизма 10 диски 4 и 9 поочередно нажимают на маховик 6, осуществляя его вращение и связанного с ним шпинделя то в одну, то в другую сторону. Винтовой шпиндель 7, вращаясь в гайке, перемещает вверх–вниз подвижный ползун 2.

Привод винтового двигателя осуществляется от электродвигателя.

В верхнем положении ползун удерживается ленточным тормозом с механическим или гидравлическим приводом.

Рис. 10. Схема винтового пресса с дугостаторным приводом: 1 – маховик; 2 – дугостаторы; 3 – станина с амортизаторами; 4 – винт; 5 – гайка; 6 – ползун; 7 – выталкиватель; 8 – тормоз

Фрикционные винтовые прессы имеют существенные недостатки: громоздкость приводной системы, низкую стойкость фрикционных накладок, низкий КПД из-за проскальзывания маховика и дисков.

Вследствие указанных недостатков винтовые фрикционные прессы не получили широкого распространения и в настоящее время отечественной промышленностью не выпускаются. Вместо них нашли применение винтовые прессы с дугостаторным приводом. В этих прессах принцип работы привода ползуна основан на использовании вращающегося электромагнитного поля, создаваемого не круговыми, как в обычных электродвигателях, а дуговыми статорами, которые приводят во вращение короткозамкнутый ротор, являющийся одновременно маховиком. Схема винтового пресса с дугостаторным приводом приведена на рис. 10.

Конструкция привода данного пресса максимально упрощена, что обеспечивает высокую надежность и долговечность работы. Принцип работы винтового дугостаторного пресса следующий: вращение ротора – маховика 1 непосредственно передается рабочему винту 4, ввернутому в рабочую гайку 5, жестко закрепленную в ползуне пресса 6. Винт 4, связанный с маховиком 1, имеет кольцевой бурт, опирающийся на кольцевую тягу, расположенную в нижней части ползуна, и осевого перемещения не совершает. Вращение винта 4 вызывает осевое перемещение гайки 5 с ползуном 6. Два дугостатора 2 располагаются на станине 3 пресса. Для торможения в верхнем положении маховик имеет колодочный тормоз 8 с электропневматическим приводом.

Дугостаторный привод упрощает получение пониженной частоты вращения маховика (100…300 мин -1 ) без применения редуктора.

Эта формула справедлива при круговом статоре, имеющем замкнутую дугу 360°. В случае уменьшения длины дуги статора скорость вращения ротора при одном и том же числе пар полюсов уменьшается. Например, при четырех парах полюсов и круговом статоре ротор электродвигателя будет иметь частоту вращения 750 мин -1 . При использовании дугового статора с углом 120° частота вращения ротора электродвигателя будет составлять всего 250 мин -1 . Указанный принцип используют при разработке винтовых прессов с дугостаторным безредукторным приводом.

Переключение привода на опускание и подъем ползуна, а также требуемую величину хода последнего и, соответственно, величину накопленной кинетической энергии устанавливают положением металлических флажков, связанных с бесконтактными конечными выключателями, на которые воздействует ползун пресса при своем перемещении.

Детали винтовых прессов работают в тяжелых условиях. Наиболее ответственную деталь пресса – винтовой шпиндель – изготавливают из кованых сталей 40Х, 40ХНМА или 60С2, подвергнутых термической обработке до твердости 240…280 НВ.

Винтовой шпиндель имеет резьбу прямоугольного, трапецеидального симметричного и трапецеидального несимметричного профилей, которую после термообработки шлифуют. Гайку изготавливают составной, имеющей стальной бандаж и резьбовую втулку, выполненную из бронзы БрОФЮ-1, БрАЖ9-4 или БрОЦС5-5-5.

5. Гидравлические прессы

Гидравлические прессы в соответствии с классификацией относят к машинам второй группы, имеющим нежесткую кривую изменения скорости движения рабочих частей машины. Принцип работы гидравлического пресса основан на законе Паскаля, по которому давление, производимое на жидкость внешними силами, передается по всем направлениям без изменения.

Принципиальная гидромеханическая схема ковочного гидравлического пресса приведена на рис. 11.

Рис. 11. Принципиальная схема гидравлического пресса

Его принцип работы заключается в следующем.

Если к поршню 1 приложить силу Р₁, то по закону Паскаля под торцем поршня 1 возникнет давление q = P₁ / f₁ (f₁ – площадь поршня 1), которое передается во все точки объема жидкости. Давление q, направленное нормально к основанию поршня 2 большего диаметра и площади f₂ соответственно, создает силу P₂ = qf₂ , которая будет больше силы Р₁ во столько раз, во сколько площадь f₂ больше площади f₁, т.е.

Таким образом, в гидравлических прессах путем увеличения площади f₂ и рабочего давления жидкости q можно получить силу Р₂ теоретически сколь угодно большой величины.

Устройство ковочного гидравлического пресса приведено на рис. 12.

Рабочий гидроцилиндр 1 пресса, установленный в верхней траверсе 2, через колонны 3 жестко соединен с неподвижной нижней траверсой 4, являющейся одновременно рабочим столом пресса, который устанавливают на фундамент. Неподвижные верхняя 2 и нижняя 4 траверсы вместе с колоннами 3 образуют станину пресса.

Рис. 12. Схема ковочного гидравлического пресса: 1 – рабочий гидроцилиндр; 2 – неподвижная траверса; 3 – направляющие колонны; 4 – нижняя неподвижная траверса; 5 – плунжер; 6 – подвижная траверса; 7 – возвратный цилиндр; 8 – плунжер; 9 – система гидропривода; 10 – система управления; 11 – трубопровод

Рабочий плунжер 5 пресса соединен с подвижной траверсой 6, имеющей возможность перемещения по направляющим колоннам 3 только вниз при подаче рабочей жидкости в главный рабочий цилиндр 1. Для подъема подвижной траверсы 6 вверх в прессе предусмотрены возвратные цилиндры 7 с плунжерами 8.

Работа гидравлического пресса обеспечивается гидроприводом 9, связанным с системой управления 10 и прессом трубопроводом 11.

Главным параметром гидравлического пресса является его номинальная сила, развиваемая рабочим гидроцилиндром.

Гидравлические прессы подразделяют на прессы для обработки металлов и неметаллических материалов. В свою очередь, прессы для обработки металлов подразделяют на несколько групп в зависимости от их технологического назначения.

Из гаммы гидравлических прессов, предназначенных для горячей обработки металлов давлением, можно выделить: ковочные прессы для свободной ковки с номинальной силой 5…150 МН, штамповочные прессы для горячей объемной штамповки с номинальной силой 10…750 МН и специализированные прессы, например для изотермической штамповки, с номинальной силой 2,5…46 МН.

По числу рабочих цилиндров гидравлические прессы подразделяют на одно-, двух-, трех- и многоплунжерные.

В состав гидропрессовой установки входят: пресс, привод (источник жидкости высокого давления), баки (приемники для жидкости), органы управления (различные распределители, клапаны, дроссели, трубопроводы и т.п.).

Приводы пресса (источники высокого давления) разделяют на три группы: насосные безаккумуляторные; насосно-аккумуляторные и мультипликаторные.

При насосном безаккумуляторном приводе питание гидропресса рабочей жидкостью высокого давления осуществляют непосредственно от насосов. Особенностью насосного привода является то, что насос развивает такое давление, которое необходимо для деформирования заготовки. Поскольку сопротивление деформированию во время рабочего хода плунжера пресса меняется, давление жидкости, создаваемое насосом, также переменно. При этом скорость перемещения подвижной траверсы пресса зависит только от производительности насосов.

К насосно-аккумуляторным приводам прессов относят приводы, осуществляющие питание гидросистемы пресса рабочей жидкостью высокого давления при рабочем ходе одновременно от насоса и гидроаккумулятора. В этом случае между прессом и насосом устанавливают дополнительную емкость, в которой скапливается (аккумулируется) жидкость высокого давления.

Аккумулятор в требуемый момент времени отдает запас накопленной жидкости в гидросистему пресса, компенсируя тем самым недостающую во время деформирования производительность насосов, обеспечивая необходимую скорость перемещения подвижной траверсы и рабочую силу пресса. При насосно-аккумуляторном приводе скорость движения подвижной траверсы не зависит от производительности насосов, а определяется только сопротивлением деформированию материала заготовки.

К мультипликаторным приводам относят такие, в которых питание пресса во время рабочего хода осуществляется источником высокого давления – мультипликатором (рис. 13), подающим рабочую жидкость высокого давления определенными порциями в гидросистему пресса.

Традиционно мультипликатор состоит из корпуса 1 с двумя полостями различного диаметра. В полости большего диаметра размещают поршень 2 со штоком 3, торец которого находится во второй камере 4, являющейся камерой высокого давления.

Рис. 13. Схема мультипликатора: 1 – корпус; 2 – поршень; 3 – шток; 4 – камера высокого давления; 5 – трубопровод высокого давления; 6, 7 – трубопроводы низкого давления

В исходном положении камера 4 заполнена рабочей средой, а трубопровод 5 перекрыт. При рабочем ходе мультипликатора поршень 2 со штоком 3 должен быть перемещен вправо, сжимая рабочую среду, находящуюся в замкнутом объеме (камера 4). Для этого в поршневую полость мультипликатора по трубопроводу 6 насосом нагнетают пар, воздух или жидкость, находящиеся под низким давлением q₁. Вследствие этого к торцу поршня 2 будет приложена сила P₁ = q₁F₁ , где F₁ – площадь торца поршня 2. Для того чтобы поршень 2 со штоком 3 находился в равновесии, к торцу штока 3 также должна быть приложена сила Р₂ = Р₁ . При этом сила P₂ = q₂F₂ , где q₂ – давление рабочей среды в камере 4; F₂ – площадь торца штока 3. Учитывая равенство сил Р₁ и Р₂ после несложных преобразований имеем

(4)

Величину K _м = q₂ / q₁ = (d₂ / d₁) 2 называют коэффициентом мультипликации, где d₂ и d₁ – диаметры поршня и штока соответственно.

Таким образом, создав в камере высокого давления 4 давление рабочей среды

q₂ = K _м q₁ , открывают трубопровод 5, обеспечивая подачу давления q₂ в гидросистему пресса. (Возврат поршня 2 и штока 3 мультипликатора в исходное положение осуществляют путем соединения трубопровода 7 с насосом низкого давления, а трубопровода 6 – со сливом.)

При совершении рабочего хода пресса мультипликатор выполняет несколько рабочих и холостых ходов. При холостом ходе мультипликатора ползун пресса остается неподвижным. Это обстоятельство неблагоприятно сказывается на процессе деформирования заготовки.

Для увеличения производительности пресса и обеспечения непрерывности процесса деформирования заготовок применяют сдвоенные мультипликаторы, осуществляют почти непрерывную подачу рабочей среды высокого давления в гидросистему пресса (подача рабочей среды прерывается примерно на 0,5…1,0 с при срабатывании управляющей аппаратуры). Известны и другие схемы гидропривода, гарантирующие непрерывность подачи рабочей среды высокого давления в гидросистемы прессов.

В качестве рабочей жидкости в гидравлических прессах обычно используют минеральные масла: индустриальное, машинное, турбинное и т.д.

Гидравлические ковочные прессы предназначены для выполнения различных технологических операций ковки (протяжки, осадки, прошивки, рубки и т.д.), а также для объемной штамповки. В основном это четырехколонные гидравлические прессы с верхним расположением рабочего цилиндра.

Ковочные прессы небольшой силы для удобства их обслуживания изготавливают одностоечными. Они характеризуются большим числом ходов и высокой скоростью перемещения подвижной траверсы.

Более мощные прессы имеют выдвижной стол для удобства смены штамповочной оснастки.

Гидравлические штамповочные прессы отличаются от ковочных:

• меньшими значениями рабочего хода подвижной траверсы и высоты штамповочного пространства;
• увеличенными размерами столов, а также наличием подштамповой плиты;
• повышенной жесткостью станины и подвижной траверсы;
• наличием выталкивателей для удаления отштампованных деталей;
• отсутствием режима проглаживающих ходов, обязательного для ковочных прессов.

6. Кривошипные горячештамповочные прессы

Эти прессы в соответствии с классификацией относят к третьей группе машин, предназначенных для горячей объемной штамповки. Кривошипные горячештамповочные прессы (КГШП) характеризуются значительными силовыми и энергетическими параметрами. Отечественные заводы выпускают КГШП с силой 6,3…63 МН, величиной хода ползуна 200…460 мм, числом ходов ползуна в минуту 40…90.

Рис. 14. Кинематическая схема КГШП: 1 – тормоз; 2 – маховик; 3 – шкив; 4 – электродвигатель; 5 – тормоз; 6 – кривошипный вал; 7 и 9 – зубчатые колеса; 8 – муфта; 10 – клин; 11 – стол пресса; 12 – подштамповая плита; 13 – ползун; 14 – шатун; 15 – промежуточный вал

Применение КГШП значительно улучшает условия труда рабочих в кузнечноштамповочных цехах: снижается уровень шума и вибрации, присущей молотовому оборудованию. Отсутствие ударных нагрузок повышает стойкость штампов и позволяет изготавливать их рабочие элементы менее массивными, чем на молотах. Высокая жесткость дает возможность повысить точность изготавливаемых штамповок.

Основные параметры КГШП определяются ГОСТ 6809–87.

Кинематическая схема КГШП приведена на рис. 14, а на рис. 15 – общий вид пресса.

Рис. 15. КГШП с номинальной силой 140 МН (14 000 тс)

Принцип его работы следующий. От электродвигателя 4 через клиноременную передачу и шкив 3 вращение передается маховику 2, находящемуся на приводном (промежуточном) валу 15. С противоположной стороны на этом валу закреплено зубчатое колесо 9, которое входит в зацепление с зубчатым колесом 7, свободно вращающимся на кривошипном валу 6. Передача вращающего момента с вала 15 на кривошипный вал осуществляется с помощью фрикционной муфты 8 с электропневматическим управлением.

Вращаясь, вал 6 через шатун 14 приводит в возвратно-поступательное движение ползун 13, в нижней части которого крепится верхняя половина штампа. Нижняя половина штампа крепится к подштамповой плите 12 стола пресса 11 с клином 10.

Для останова вращения криповошипного вала в крайнем верхнем положении (или аварийного останова в любом положении) служит тормоз 5. Управляют прессом от кнопочной станции или ножной педали. Имеется тормоз маховика 1.

Наряду с чисто кривошипным приводом ползуна КГШП силой до 120 МН изготавливают с кривошипно-клиновым приводом. Такая конструкция привода обеспечивает увеличение жесткости пресса, позволяя штамповать поковки с бóльшим эксцентриситетом по сравнению с традиционным кривошипным приводом.

Для удаления поковок из штампов КГШП оснащают верхним и нижним выталкивателями (выталкиватели могут быть как с механическим, так и с пневматическим приводом).

Для регулировки штамповой высоты КГШП служит клиновой стол с величиной регулировки 10…20 мм. Он служит также для вывода пресса из распора (заклинивания). Разгрузку пресса при заклинивании осуществляют с помощью клинового стола отводом поперечного клина и ударами кувалды по специальному выступу стола. При этом разгрузку пресса необходимо проводить после охлаждения поковки. На практике не всегда удается этим способом достигнуть желаемого результата. Иногда применяют разрезку вставок штампа, например, ацетилено-кислородным резаком.

7. Горизонтально-ковочные машины

7.1. Общие вопросы

Горизонтально-ковочные машины (ГКМ) предназначены для горячей штамповки заготовок в многоручьевых штампах. По характеру движения рабочих частей в соответствии с классификацией ГКМ относят к третьей группе машин. Их применяют при изготовлении различных длинноосных заготовок: полуосей грузовых и легковых автомобилей, клапанов, зубчатых колес, колец шарико- и роликоподшипников, для набора металла в замковую часть заготовок лопаток авиационных двигателей и т.п. Штамповку можно проводить как от прутка, так и из штучной заготовки.

На рис. 16 показан общий вид ГКМ. Принципиальная кинематическая схема ГКМ с вертикальным разъемом матриц приведена на рис. 17.

Принцип работы ГКМ следующий. В исходном положении (рис. 17, а) матрицы 3 и 5 разведены, блок крепления пуансонов 1 находится в крайнем левом положении, регулируемый упор 2 – в крайнем нижнем. Прутковую заготовку укладывают в неподвижную матрицу 3 до контакта ее торца с упором 2. Включают рабочий ход машины, обеспечивая вращение кривошипного вала. При этом подвижные элементы машины совершают следующие перемещения: подвижная матрица 4 передвигается вверх, обеспечивая жесткий зажим прутковой заготовки 4, упор 2 поднимается также вверх, освобождая рабочую зону машины, блок 1 начинает перемещение в сторону заготовки 4 (рис. 17, б). При дальнейшем перемещении блока 1 осуществляются высадка торцевой зоны заготовки 4 и заполнение полости ручья, образованного сомкнутыми матрицами 3 и 4 (рис. 17, в).

При дальнейшем вращении коленчатого вала блок 1 перемещается влево, матрица 5 – вниз, упор 2 занимает исходное положение и штамповщик извлекает высаженную заготовку из рабочей зоны машины. Изложенный порядок движения рабочих элементов ГКМ обеспечивается системой кривошипного вала и кулачковой системой перемещения подвижной матрицы 5. При этом необходимое время останова подвижной матрицы 5 в процессе штамповки осуществляется соответствующим профилем кулачка, жестко связанного с кривошипным валом.

Рис. 16. Общий вид ГКМ

Рис. 17. Кинематическая схема ГКМ и этапы штамповки прутковой заготовки: а – установка заготовки; б – зажим заготовки в матрицах; в – высадка утолщения на торце заготовки; г – отштампованная заготовка; 1 – блок крепления пуансонов; 2 – регулируемый упор; 3 – неподвижная матрица; 4 – обрабатываемая заготовка; 5 – подвижная матрица

Для обеспечения оптимальных условий процесса штамповки сила зажима заготовки матрицами равна

0,3 от номинальной силы ГКМ.

Наличие разъемных матриц позволяет получать поковки без штамповочных уклонов, заусенцев и с глубокими отверстиями, а также при штамповке из прутка с прошивкой сквозных отверстий. По конструктивному исполнению ГКМ делятся на две основные группы: с вертикальной и горизонтальной плоскостями разъема зажимных матриц.

В основном промышленность выпускает машины с вертикальной плоскостью разъема матриц. Появление машин с горизонтальной плоскостью разъема объясняется удобством механизации и автоматизации процесса штамповки на этом типе машин.

Основные характеристики ГКМ регламентирует ГОСТ 7023–89.

7.2. Типы поковок, изготавливаемых на ГКМ

На ГКМ изготавливают сплошные и полые поковки из прутков, имеющих обычно круглое поперечное сечение, а также полые поковки из труб. Поковки, производимые на ГКМ, обычно имеют форму тела вращения с осью, совпадающей с осью прутка или трубы.

Наличие двух плоскостей разъема в штампе создает условия для получения поковок с небольшими уклонами или без них. Упоры в штампах ГКМ выполняют регулируемыми, что позволяет при наладке машины скорректировать деформируемый объем заготовки и получить поковку без облоя или с минимальным облоем.

ГКМ часто применяют при комбинированной штамповке. При этом высадочные переходы, осуществляемые на ГКМ, могут являться как заготовительными, так и окончательными. На ГКМ, как и на КГШП, штамповка в одном ручье выполняется за один ход машины, из-за этого окалина может заштамповаться в тело поковки. Поэтому перед штамповкой окалину удаляют. Для ее уменьшения рекомендуется применять индукционный нагрев металла.

В зависимости от степени сложности все поковки, изготавливаемые на ГКМ, можно разделить на шесть групп (табл. 1):

I группа – поковки типа стержня с утолщениями, состоящая из трех подгрупп; II группа – поковки со сквозным отверстием, в которую входят также три подгруппы, включающие в себя кольца, втулки, шестерни и другие пустотелые детали с простым и сложным наружным и внутренним контурами;

Таблица 1. Поковки, изготовляемые на ГКМ

Группа	Подгруппа	Примерные формы поковок
I	1
I	2
	3
II	1
	2
	3
III	1
IV
V
VI

III группа – поковки с глухой одно- и двусторонней полостью, получаемой прошивкой, с постоянным и переменным сечением;

IV группа – поковки смешанной конфигурации, имеющие стержень и утолщение с глухими полостями постоянного и переменного сечений;

V группа – поковки со сквозным отверстием, получаемые из труб;

VI группа – поковки комбинированной формы, штампуемые за несколько операций.

8. Машины специального назначения

К машинам специального назначения относят такое оборудование, которое предназначено для выполнения относительно ограниченного числа технологических операций. Это ковочные вальцы, вертикально-ковочные, электровысадочные, радиально-ковочные и раскатные машины.

8.1. Ковочные вальцы

Ковочные вальцы широко применяют для горячей объемной штамповки в различных отраслях промышленности. В соответствии с классификацией ковочные вальцы относятся к IV группе машин для обработки металлов давлением. В свою очередь, их подразделяют на три основные группы: двухопорные (закрытые), консольные и комбинированные.

В двухопорных ковочных вальцах рабочий инструмент (кольцевые секторы – штампы) располагается между двумя опорами, и, следовательно, вальцы такого типа обладают высокой жесткостью и могут применяться для точной вальцовки. Их изготавливают с рабочим диаметром инструмента 160…1000 мм и силой 100…2500 кН. В консольных вальцах (рис. 18) рабочий инструмент размещается на консоли, поэтому они имеют меньшую жесткость, значительную угловую деформацию и используются в основном как оборудование для предварительного фасонирования заготовок под последующую штамповку на КГШП или молоте. Эти вальцы выполняют с максимальным рабочим диаметром инструмента, как правило, ≤400 мм, с номинальной силой до 1000 кН.

Комбинированные ковочные вальцы являются универсальной машиной, позволяющей осуществлять точную вальцовку в средней части валков, и предварительное профилирование заготовки на консоли. Схема вальцовки заготовки приведена на рис. 19.

Рис. 18. Общий вид консольных ковочных вальцов

Рис. 19. Последовательность процесса вальцовки: а – подача заготовки в исходное положение; б – захват заготовки и втягивание ее в зону деформации передними выступами вставок; в – установившийся процесс вальцовки; г – завершающий процесс вальцовки; 1 – валок; 2 – клещи; 3 – упор; 4 – сменные секторы-штампы; 5 – заготовка

Процесс вальцовки осуществляется следующим образом. Нагретую заготовку постоянного сечения 5 подают клещами 2 до упора 3 на холостом участке хода, когда между валками имеется свободный проход. Затем при включении машины вставки 4, вращаясь в направлении, указанном стрелками, своими секторами захватывают заготовку и, деформируя ее в ручьях штампа, выталкивают в сторону рабочего, т.е. «на себя». При вальцовке поперечные сечения деформируемых участков утоняются, а длина увеличивается.

Вальцовка фасонных заготовок. Площадь поперечного сечения исходной заготовки F₃ под вальцовку определяют по наибольшему поперечному сечению поковки F_{п max} с учетом облоя и угара. Наружные переходы округляют радиусом R ≥ 0,5 H ₃ , где H₃ – высота исходной заготовки; внутренние переходы – радиусом R₁ ≥ 0,5 R.

Число переходов вальцовки определяют исходя из допустимой величины коэффициента вытяжки λ= F₁ / F₂ в каждом переходе, где F₁, F₂ – площади поперечных сечений заготовки соответственно до и после очередного перехода вальцовки.

Общим коэффициентом вытяжки λ_общ называется отношение F₃ к площади сечения заготовки после вальцовки F_к, т.е.:

(5)

В общем случае, чтобы из заготовки сечением F₃ после вальцовки получить заготовку сечением F_к, нужно иметь n переходов с допустимым коэффициентом вытяжки λ для каждого перехода. После перехода:

Рис. 20. Технологическая последовательность формоизменения цилиндрической исходной заготовки при двухпереходной вальцовке: а – заготовка; б – первый переход; в – второй переход

первого
(6)
второго
(7)
n-го

(8)

Логарифмируя полученное выражение и решая его относительно n, получаем выражение для определения числа переходов:

(9)

где λ – средний коэффициент вытяжки за один переход, принимаемый в пределах 1,2…2,0.

Вальцовку за один переход можно проводить, если λ ≤ 2. В противном случае по разъему штампа образуется заусенец. На рис. 20 приведена последовательность изготовления из исходной цилиндрической заготовки диаметром D₀ типовой заготовки под штамповку по переходам при двухпереходной вальцовке.

Вальцовкой можно получать мелкие и средние поковки простой и сложной формы, у которых нет высоких ребер, выступов и отростков, а поперечные сечения вдоль оси поковки мало отличаются друг от друга. К таким поковкам относятся, например гаечные ключи, шатуны, кулачки, плоскогубцы, боковые звенья скребкового транспортера и др. Штамповка на ковочных вальцах имеет ряд технологических особенностей.

При увеличении температуры заготовки затрудняется заполнение углублений в ручьях штампа, так как при вальцовке металл в горизонтальных направлениях течет интенсивнее, чем в вертикальных. Вследствие наличия опережения 1 разница между размерами горячей поковки и ручья штампа может колебаться в пределах 12…15 %.

1 Явление, при котором вальцуемый металл выходит из вальцовочных вставок со скоростью, превышающей окружную скорость вставок.

Таблица 2. Средние удельные давления при вальцовке углеродистых сталей

Температура деформации, °С	Удельное давление р в зависимости от формы, кг/мм 2
	простой	сложной
900…1000	20…25	30…35
1150	6…10	10…17

Силу вальцевания можно определить по выражению

(10)

где p – среднее удельное давление, принимаемое на основании опытов, кг/мм 2 ; B – средняя ширина очага деформации, мм; R – начальный радиус штампа, мм; Δh – линейное обжатие, равное разности высот заготовки при входе и выходе из штампа, мм.

Для углеродистых сталей средние потребные удельные давления вальцовки приведены в табл. 2.

Средняя ширина очага деформации

(11)

где В₁ и В₂ – ширина заготовки соответственно до и после вальцовки, мм.

Применение вальцовки заготовок под последующую штамповку обеспечивает экономию металла на 5…20 %, повышение производительности труда на 50…150 % и снижение себестоимости поковок на

9. Раскатка кольцевых заготовок

9.1. Общие вопросы

Сущность процесса раскатки заключается в деформировании исходной кольцевой заготовки между двумя вращающимися валками, в результате чего из-за изменения формы и уменьшения толщины стенок заготовки происходит одновременное увеличение ее внутреннего и наружного диаметров.

Известны четыре способа раскатки кольцевых заготовок: открытый, полуоткрытый, закрытый и полузакрытый. В настоящее время наиболее распространен открытый способ, что объясняется его универсальностью и экономичностью. На рис. 21 приведена схема открытой раскатки.

Процесс осуществляют следующим образом. Нагретую до ковочных температур кольцевую заготовку 4 надевают на раскатной валок 3. Затем к заготовке подводят вращающийся нажимной валок 1, который под действием вращающего момента и приложенной к нему силы сообщает вращение заготовке и деформирует ее по толщине. По мере сближения нажимного и раскатного валков происходит непрерывное утонение исходной заготовки при одновременном увеличении ее диаметра. Ролик 2, упорный или поддерживающий, служит для уменьшения вибраций и поддержания заготовки. Ролик 5, контрольный, предназначен для контроля диаметра раскатываемой заготовки: он отключает раскатную машину при достижении заготовкой требуемого наружного диаметра.

Рис. 21. Схема открытой раскатки кольцевой заготовки: 1 и 3 – нажимной и раскатной валки соответственно; 2 – упорный ролик; 4 – заготовка; 5 – контрольный ролик

На рис. 22 приведен общий вид раскатной машины модели РМ-300, а на рис. 23 – некоторые формы поковок, изготавливаемых горячей раскаткой.

Припуски под обработку резанием при раскатке заготовки назначают по нормам, действующим, например, в подшипниковой промышленности. Размеры исходной кольцевой заготовки прямоугольного сечения под раскатку можно определить следующим образом.

Внутренний диаметр заготовки

(12)

где d_п.в– внутренний диаметр раскатанной поковки; k_p – коэффициент обжатия при раскатке, который представляет собой отношение площадей сечений заготовки до и после раскатки.

Для профильных поковок типа колец подшипников k_p = 1,3…1,7, для колец сложных профилей с тонкими ребрами и глубокими выемками k_p = 3,0. Коэффициент обжатия находят по выражению

.(13)

Наружный диаметр заготовки D_з.н определяют из условия равенства объемов заготовки и раскатанной поковки с учетом потери металла на угар:

(14)

где D_п.н – наружный диаметр раскатанной поковки; Y – коэффициент, учитывающий угар при нагреве (для плазменных печей Y = 1,015; при индукционном нагреве Y = 1,007).

Формула (14) справедлива при условии, что высота заготовки В_з (рис. 24) равна высоте поковки В_п.

Силу раскатки можно определить по выражению P = p F_к.м , где F_к.м – площадь контакта валка с материалом заготовки, мм 2 ; p – давление раскатки, кгс/мм 2 .

Рис. 22. Общий вид раскатной машины (на переднем плане – раскатанные кольцевые заготовки)

Давление раскатки р можно вычислить по формуле

(15)

где 1,5 – коэффициент, учитывающий влияние схемы напряженного состояния в очаге пластической деформации, скорости деформации и наклепа; σ_St – предел прочности материала заготовки при температуре раскатки.

Рис. 23. Некоторые формы поковок, изготавливаемых горячей раскаткой

Рис. 24. Эскизы исходной заготовки (а) и поковки (б) после раскатки

Площадь контакта F_к.м можно определить по выражению

(16)

где В_з и В_п – высота заготовки до раскатки и высота поковки после раскатки, мм; r₁ и r₂ – радиусы соответственно нажимного и раскатного валков, мм; Δλ – линейное обжатие, мм, вычисляемое по формуле

(17)

Полуоткрытый способ раскатки отличается от открытого наличием двух пар свободно вращающихся конических роликов, которые обжимают в процессе раскатки торцы заготовки, обеспечивая ее требуемые размеры по высоте.

При закрытой раскатке нажимной валок выполняют в виде матрицы. Из матрицы готовую поковку удаляют с помощью выталкивателя. Исходные заготовки кольцеобразной формы под раскатку получают свободной ковкой на молотах или прессах, штамповкой на ГКМ, а также литьем.

9.2. Способ и устройство для повышения точности раскатываемых кольцевых заготовок

Одним из отрицательных моментов процесса раскатки является возникновение вибрации заготовки в ходе деформирования. Для снижения вибраций и стабилизации процесса раскатки применяют один (как показано на рис. 21) или два упорных ролика, устанавливаемых симметрично относительно плоскости деформирования заготовки, проходящей через оси нажимного и раскатного валков. Дополнительно (для снижения вибраций) к исходной заготовке под раскатку предъявляются повышенные требования по цилиндричности (округлости). Несмотря на применяемые меры, раскатанные кольцевые заготовки имеют значительную эллиптичность, что снижает коэффициент использования металла при ее дальнейшей обработке.

В ОАО «НПО Сатурн» (г. Рыбинск) разработаны способ и устройство, позволяющие уменьшить овальность или эллиптичность раскатываемых заготовок путем снижения их вибрации в процессе раскатки и повысить тем самым работоспособность раскатного оборудования (патенты РФ № 2257973, 2243054).

Сущность способа поясняется рис. 25–27. На рис. 25 приведена схема раскатки кольцевой заготовки. На этой схеме показаны заготовка 1, установленная между центральным 2 и нажимным 3 валками, ролики 4, расположенные симметрично относительно плоскости деформирования 5, проходящей через оси 6 и 7 валков 2 и 3; касательная 8 к центральному валку 2; точка пересечения 9 касательной 8 с наружной цилиндрической поверхностью 10 готового изделия; нормаль 11 к наружной цилиндрической поверхности 10 готового изделия, проходящая через точку 9 и образующая с плоскостью деформирования 5 угол φ. Здесь же показаны точка 12 контакта упорных роликов 4 с наружной цилиндрической поверхностью 10 готового изделия; проходящая через эту точку нормаль 13, образующая с плоскостью деформирования 5 угол β.

Кроме того, слева видна вторая точка контакта упорного ролика с наружной поверхностью изделия, аналогичная точке 12, к которой приложена сила Р – сила воздействия упорного ролика на деталь или заготовку в процессе ее раскатки, и приведены две составляющие этой силы: Р_г – горизонтальная и Р_в – вертикальная. Точка О является точкой образования мгновенного пластического шарнира при раскатке заготовки.

Рис. 25. Схема раскатки кольцевой заготовки

Рис. 26. Промежуточный этап калибровки раскатываемой и кольцевой заготовки

Рис. 27. Промежуточный этап раскатки кольцевой заготовки

На рис. 26 представлен промежуточный этап калибровки кольцевой заготовки при совмещении плоскости деформирования 5 и малой оси 14 эллипсной заготовки. На рис. 27 показан промежуточный этап раскатки кольцевой заготовки при совмещении плоскости деформирования 5 с большой осью 15 эллипсной заготовки.

Способ реализуют следующим образом.

Первоначально устанавливают нажимные ролики 4 относительно валков 2 и 3. Положение точек контакта 12 роликов 4 с заготовкой 1 выбирают из условия

φ < β < π /4, где φ – угол между плоскостью деформирования 5 и нормалью 11, проходящей через точку 9 пересечения наружной цилиндрической поверхности готового изделия 10 и касательной 8 к центральному валку 2, перпендикулярной к плоскости деформирования 5. Точки 12 располагаются симметрично относительно плоскости деформирования 5 на наружной цилиндрической поверхности, которую должна иметь раскатанная заготовка 1, и определяются углами β.

Практически установка упорных роликов 4 в точки 12 может быть выполнена с помощью шаблона или путем использования холодного образца раскатанной кольцевой заготовки с нанесенными метками.

После настройки упорных роликов 4 их синхронно отводят от точек 12 и на центральный валок 2 устанавливают нагретую до ковочных температур исходную заготовку 1. Затем осуществляют синхронный подвод упорных роликов 4 к заготовке 1 до обеспечения контакта роликов 4 и заготовки 1 с силой, исключающей пластическую деформацию заготовки 1.

Затем к поверхности кольцевой заготовки 1 подводят вращающийся нажимной валок 3 с обеспечением пластического контакта с заготовкой 1, в которой при этом формируется очаг пластической деформации (не показан). Под действием вращающего момента М_вр, прикладываемого к заготовке 1 нажимным валком 3, и силы F со стороны валка 3, заготовка получает вращательное движение. При этом стенка заготовки 1 утоняется в очаге пластической деформации, увеличивая таким образом наружный и внутренний диаметры.

В процессе раскатки заготовки 1 валками 2 и 3 в очаге пластической деформации происходят утонение стенки заготовки 1 и приращение ее длины. Вне очага деформации материал заготовки 1 находится в упругом состоянии. При этом силы Р₁ и Р₂ (см. рис. 26), возникающие в очаге пластической деформации, создают встречные изгибающие моменты относительно точки О как наиболее удаленной от очага деформации и расположенной в плоскости деформирования 5. При деформации стенки заготовки 1 с уменьшением ее толщины и возрастанием диаметра в точке О под действием изгибающего момента образуется мгновенный пластический шарнир. При этом раскатываемая кольцевая заготовка 1 вблизи точки О уменьшает свою кривизну, стремясь минимизировать воздействующий на нее изгибающий момент путем уменьшения расстояния между точкой О и очагом пластической деформации. Это сопровождается образованием овала или эллипса с малой осью 14, расположенной в плоскости деформирования 5.

В этом случае упорные ролики 4 оказывают на заготовку 1 реактивное силовое воздействие с силой Р, вертикальная составляющая которой Р_в создает изгибающий реактивный момент, равный произведению силы Р_в на плечо, т.е. расстояние от точки 12 до плоскости деформирования 5, который препятствует увеличению овальности или эллипсности заготовки 1.

Положение упорных роликов 4 относительно плоскости деформирования 5, характеризуемое углом β, способствует возрастанию изгибающего реактивного момента при увеличении угла β от β = φ до β = π/4 путем удлинения плеча, т.е. расстояния между точками контакта 12 упорных роликов и плоскостью деформирования 5.

При положении точек контакта 12 упорных роликов 4 с заготовкой 1, характеризуемого углом β < φ, эффективность их работы при раскатке резко снижается вследствие существенного уменьшения плеча сил, создающего реактивный изгибающий момент, а при β > π/4 хотя и наблюдается некоторое увеличение плеча вертикальной составляющей силы Р_в, но вертикальная составляющая силы Р резко снижается и при β = π/2 обращается в ноль.

На завершающей стадии раскатки, при калибровке раскатанной заготовки 1, уменьшается степень деформации ее стенки. При этом силы Р_в и Р_г в очаге пластической деформации убывают. При этом становится меньше и изгибающий момент, влияющий на изменение эллипсности заготовки 1. Так как на предыдущей стадии раскатки заготовка 1 уже приобрела определенную эллипсность, то приращение длины заготовки 1 будет приближаться к нулю. При этом, когда большая ось эллипса заготовки 1 совпадет с нормалью 13, на которой расположены точки контакта 12 роликов 4 с заготовкой 1, реактивное давление роликов 4 будет уменьшать эллипсность заготовки. Причем, если сила со стороны заготовки 1 превысит силу, с которой ролики 4 давят на заготовку 1, то ролики 4 начнут перемещаться в сторону от заготовки 1 до тех пор, пока сила на них не сравняется с силой, действующей на ролики со стороны заготовки 1.

Рис. 28. Гидромеханическая схема машины для раскатки кольцевых заготовок (патент РФ № 2243054)

Когда малая ось 14 эллипса заготовки приблизится к нормали с плоскостью деформирования, то между роликами 4 и заготовкой 1 образуется зазор, и ролики 4 не будут оказывать на заготовку 1 силового воздействия.

Таким образом, в процессе калибровки заготовки наряду с незначительным увеличением ее диаметра уменьшают эллипсность заготовки до величины, не превышающей увеличения диаметра заготовки за один оборот ее вращения.

Для реализации описанного способа раскатки кольцевых заготовок разработано устройство, гидромеханическая схема которого приведена на рис. 28.

Устройство содержит наружный 1 и внутренний 2 валки, источник давления 3, одинаковые гидроцилиндры 4 и 5 с поршнями 6 и 7 и основными штоками 8 и 9 с

образованием подпоршневых 10, 11 и штоковых полостей 12, 13. Подпоршневая полость 10 цилиндра 4 и штоковая полость 13 цилиндра 5 гидравлически связаны с источником давления 3. На штоках 8 и 9 жестко закреплены опорные ролики 15 и

16. Поршни 6 и 7 цилиндров 4 и 5 снабжены дополнительными штоками 17 и 18, идентичными основным штокам 8 и 9. Штоки 17 и 18 расположены в подпоршневых полостях 10 и 11 цилиндров 4 и 5.

Устройство также снабжено гидроклапаном давления 19 и гидрораспределителем

20. Подпоршневая полость 10 цилиндра 4 гидравлически связана со штоковой полостью 13 цилиндра 5 через гидроклапан давления 19 с образованием замкнутой системы. Подпоршневая полость 10 цилиндра 4 и штоковая полость 13 цилиндра 5 также сообщены с источником давления 3 через гидрораспределитель 20. Штоковая полость 12 цилиндра 4 гидравлически связана с подпоршневой полостью 11 цилиндра 5.

Кроме того, устройство также снабжено гидроклапаном разности давлений 21, гидравлически соединенным с источником давления 3 и замкнутой системой между цилиндром 4 и гидроклапаном давления 19.

Цилиндры 4 и 5 расположены по обе стороны от плоскости деформирования 14, проходящей через оси валков 1 и 2, под углом 22 к ней.

Устройство работает следующим образом. На внутренний валок 2 устанавливают нагретую до ковочных температур заготовку 23 и переключают гидрораспределитель 20 в положение I. При этом основные штоки 8 и 9 цилиндров 4 и 5 синхронно перемещаются в сторону заготовки 23 до упругого контакта опорных роликов 15 и 16 с поверхностью заготовки. Затем гидрораспределитель 20 переключают в положение «0», подводят вращающийся наружный валок 1 до пластического (силового) контакта с заготовкой 23. При этом последняя благодаря силам трения начинает вращаться и пластически деформироваться, уменьшая толщину стенки за каждый оборот и увеличивая свои внутренние и наружные диаметры, принимая в общем случае овальную или эллипсную форму. Одновременно заготовка давит на один из опорных роликов, например ролик 15, отодвигая его с силой, регулируемой гидроклапаном давления 19.

Рабочая жидкость (машинное масло), вытесняемая из подпоршневой полости 10 цилиндра 4, поступает в штоковую полость 13 цилиндра 5. Шток 9 с опорным роликом 16 перемещается от заготовки 23 на расстояние, равное перемещению штока 8 с опорным роликом 15, поскольку площади поршней 6 и 7 в штоковых 12, 13 и подпоршневых 10, 11 полостях каждого из цилиндров 4 и 5 равны из-за наличия в подпоршневых полостях 10 и 11 дополнительных штоков 17 и 18, идентичных основным штокам 8 и 9.

Заготовка в процессе раскатки приобретает форму, значительно отличающуюся от окружности, например в виде овала или эллипса.

После образования зазора между опорными роликами 15, 16 и заготовкой 23 в моменты, когда большая ось овала совмещается с плоскостью деформирования 14, перемещения опорных роликов 15 и 16 в сторону заготовки 23 не происходит, так как в замкнутую гидросистему масло не поступает, а гидрораспределитель 20 закрыт (находится в положении «0»). Гидроклапан 21 разности давлений пропускает масло только в одну сторону и служит для постоянной поддержки всех рабочих полостей указанных цилиндров под давлением, что компенсирует утечки масла и предотвращает образование воздушных пузырей в указанной замкнутой гидросистеме.

Следовательно, активного силового воздействия на раскатываемую заготовку 23 опорные ролики 15 и 16 не оказывают, но ограничивают амплитуду ее вибрации и стабилизируют положение заготовки, что способствует приданию заготовке 23 правильной формы окружности. (Точки контакта наружного валка 2 и опорных роликов 5 и 6 теоретически всегда будут располагаться на дуге окружности, в которую вписывается наружный диаметр кольцевой заготовки в процессе раскатки и калибровки.)

В конце цикла раскатки и калибровки заготовки 23 гидрораспределитель 20 устанавливают в положение II. При этом выполняется отвод опорных роликов 15 и 16 от заготовки 23. [Гидрораспределитель 20 может быть переключен вручную или автоматически при обеспечении контакта наружной поверхности заготовки с контрольным роликом (не показан).]

При наладочных перемещениях опорных роликов 15 и 16, например при их подводке к заготовке 23, гидрораспределитель 20 устанавливают в положение I. При этом гидроклапан 21 разности давлений закрывается, так как на его входе и выходе давление выравнивается. При отводе опорных роликов 15 и 16 от заготовки 23 гидроклапан 21 разности давлений работает как предохранительный клапан, поддерживая определенное давление в подводящей давление магистрали, и не влияет на синхронность перемещения опорных роликов 15 и 16.

В процессе работы устройство позволяет обеспечить силовой контакт опорных роликов с заготовкой только тогда, когда ее большая ось находится в плоскости, перпендикулярной к плоскости деформирования, и исключить его, когда в ней находится большая ось заготовки.

Устройство дает возможность подвергать раскатке исходные заготовки, имеющие значительные искажения геометрических размеров и формы, например полученные свободной ковкой, и обеспечивает изготовление раскатных колец с минимальными отклонениями их форм от окружности, обеспечивая тем самым высокий коэффициент использования металла при последующей обработке раскатанных поковок резанием.

9.3. Электровысадочные машины

Электровысадочные машины характеризуются совмещением в одном агрегате механизмов, необходимых для деформации металла (преимущественно высадкой) и электронагрева очага пластической деформации заготовки.

Технологический процесс электровысадки как сплошных стержневых изделий, так и трубных заготовок позволяет получать значительный относительный набор металла (длиной до 20 диаметров исходной заготовки, идущей на образование утолщения). Процесс электровысадки применяют как для свободного набора металла, так и для его набора в жестких матрицах. Электровысадочные машины выполняют как горизонтального, так и вертикального исполнения. На рис. 29 представлена принципиальная схема электровысадочной машины.

Принцип работы электровысадочной машины заключается в следующем. Часть заготовки 4 помещают между двумя электрическими контактами: упорным 2 и радиальным 3. Контакты 3 изготавливают из материала с высокой электропроводностью (меди, бронзы). Радиальный контакт 3 выполняют разъемным: нижняя половина неподвижная, а верхняя перемещается с помощью плунжера гидроцилиндра 3, который обеспечивает надежный электрический контакт. Упорный контакт 2 закреплен на подвижных салазках, которые приводятся в движение с помощью гидроцилиндра 1. Скорость движения салазок регулируется клапанами 6.

В начале процесса электровысадки на контакты подается напряжение 2…7 В. При прохождении электрического тока через заготовку она нагревается на заданную температуру. Под действием силы, развиваемой рабочим цилиндром 5, нагретая заготовка деформируется. Затем в зону нагрева через радиальный контакт перемещается следующий участок заготовки.

Рис. 29. Гидромеханическая схема электровысадочной машины: 1 и 3 – гидроцилиндры; 2 – электроконтакты; 4 – заготовка; 5 – рабочий гидроцилиндр; 6 – насос; 7 – клапаны

Во время подачи заготовки упорный контакт 2 с определенной скоростью отходит назад. Такая последовательность работы исполнительных механизмов машины дает возможность начинать высадку нагретой части заготовки при небольшой ее длине (≤ 2…2,5 диаметра). Это обеспечивает продольную устойчивость заготовки в зоне деформации.

Совершенствование электровысадочных машин и их полная автоматизация позволяют использовать их в массовом производстве однотипных деталей.

Встройка электровысадочных машин в автоматические линии совместно с ГШКП и другим оборудованием значительно расширяет технологические возможности производства и область применения процессов электровысадки.

9.4. Вертикально-ковочные и радиально-обжимные машины

Вертикально-ковочные машины предназначены для изготовления мелких поковок простейшей формы последовательной протяжкой и осадкой. Они отличаются от традиционных кривошипных машин отсутствием жесткой связи между кривошипным валом и ползуном. Из-за сложности автоматизации в настоящее время эти машины не выпускают.

Радиально-обжимные машины служат для изготовления длинномерных заготовок (поковок). Они оснащаются числовым программным управлением и используются при производстве, например, заготовок ступенчатых валов с цилиндрическими и коническими участками, а также для профилирования прутковых и трубных заготовок.

Высокая производительность машин этой группы в сочетании со сравнительно легкой переналадкой обусловили их широкое применение в крупно- и мелкосерийном производствах.

Благодаря сравнительно высокой точности заготовок, получаемых ковкой на радиально-обжимных машинах, значительно сокращается трудоемкость их последующей обработки резанием.

10. Основные характеристики оборудования для ковки и штамповки

К основным характеристикам оборудования для ковки и штамповки относят:

• число ходов (ударов) в минуту;
• скорость рабочего хода, м/с;
• открытую и закрытую высоты рабочей зоны (для прессов), мм;
• возможность регулировки закрытой высоты рабочей зоны;
• габаритные размеры стола (для прессов), мм;
• номинальную силу, МН;
• массу падающих частей (для молотов), кг.

Основные параметры ГШКП регламентирует ГОСТ 6809–87, основные параметры ГКМ – ГОСТ 7023–89.

11. Выбор оборудования

Основными критериями для выбора кузнечно-штамповочного оборудования являются: для молота – масса падающих частей; для ГШКП – сила, развиваемая прессом, размеры стола пресса, открытая и закрытая высоты рабочей зоны пресса.

Как правило, пресс или молот выбирают по силе осадки, которая является максимальной среди сил, необходимых для выполнения иных технологических операций ковки. Поэтому расчет требуемой силы осадки и выбор соответствующего данной силе оборудования имеют важное практическое значение.

Выбор молота. Молот выбирают по необходимой работе деформации за последний удар. Это объясняется тем, что при предшествующих ударах работа деформации, пропорциональная площади поковки, меньше, чем при последнем ударе.

Для определения силы тяжести падающих частей молота рекомендуется следующая формула:

где G – сила тяжести падающих частей молота, т; D₁ и Н₁ – соответственно средний диаметр и высота заготовки после осадки, м; o_в – предел прочности деформируемого металла при температуре конца ковки, МПа; s – относительная деформация заготовки за последний удар (s = 0,025…0,06); V – объем поковки, м 3 .

Средний диаметр поковки без учета бочкообразования при осадке можно определить по выражению

(19)

где D₀ и Н₀ – исходные диаметр и высота заготовки соответственно, мм.

Предел прочности деформируемого металла σ_в выбирают, пользуясь справочными данными. Относительную деформацию  принимают равной для крупных поковок 0,025, для мелких 0,06.

Пример. Определить силу тяжести падающих частей молота, необходимую для осадки заготовки следующих размеров: D0 = 100 мм и Н0 = 180 мм до высоты Н1 = 90 мм. Материал заготовки – сталь 20.

Решение. По таблице для стали 20 определяем температурный интервал штамповки: начало 1200 °С, окончание 900 °С. По справочнику находим, что для стали 20 при температуре конца ковки 900 °С, σв = 4,5 кгс/мм 2 = 45 МПа.

Вычисляем средний диаметр после осадки:

(20)

Затем находим объем заготовки:

(21)

Величину относительной деформации заготовки выбираем равной ε = 0,06, так как осадке подвергается сравнительно небольшая заготовка.

Далее определяем силу тяжести падающих частей молота:

(22)

Выбираем молот с массой падающих частей G = 1 т.

Выбор пресса. Пресс, так же как и молот, рекомендуется выбирать по силе, необходимой для выполнения операции осадки. При этом для определения силы пресса можно воспользоваться выражением

(23)

где Р – сила пресса, МН; Ψ – масштабный коэффициент; D₁ H₁ – соответственно диаметр и высота заготовки после осадки, м; F – площадь поперечного сечения поковки после осадки, м 2 .

При осадке крупных заготовок на прессах металл охлаждается менее интенсивно, чем при осадке мелких поковок. Это учитывают, вводя масштабный коэффициент Ψ. Чем больше масса поковки, тем меньше Ψ. Для поковок массой 0,5 т коэффициент Ψ = 0,8; при массе поковки

100 т он равен 0,5.

Пример. Определить необходимую силу пресса для осадки заготовки с исходными размерами D0 = 0,75 м, Н0 = 1 м до высоты Н1 = 0,6 м. Материал заготовки – сталь 45.

Решение. По таблице находим температурный интервал ковки для стали 45: начало 1200 °С, окончание 1050 °С. Далее определяем: для стали 45 при температуре конца ковки 1050 °С σв = 5,1 кгс/мм 2 (51 МПа). Масса заготовки

4 т, поэтому принимаем Ψ = 0,75.

Средний диаметр заготовки после осадки

(24)

Площадь поперечного сечения заготовки после осадки

(25)

Тогда сила пресса

(26)

Выбираем пресс силой 50 МН.

В данном разделе на простейших примерах показан принцип выбора кузнечного оборудования для технологической операции осадка, являющейся одной из наиболее распространенных кузнечных операций.

При выборе оборудования для более сложных технологических операций, для расчета силы пресса и массы падающих частей молота, необходимо пользоваться специальной литературой и справочниками.

12. Вспомогательное оборудование

К вспомогательному оборудованию кузнечно-штамповочных цехов относят оборудование для резки проката, очистки поковок от окалины и для термообработки поковок.

Резка проката на штучные заготовки. Для резки сортового проката круглого, квадратного или шестигранного сечения на мерные заготовки применяют пресс-ножницы, дисковые и ленточные пилы, станки для резки тонкими абразивными кругами, хладноломы, станки для электроэрозионной резки и другое оборудование.

Резку проката на мерные заготовки, как правило, осуществляют в заготовительных группах кузнечно-штамповочных цехов. Наиболее распространена и высокопроизводительна резка проката на пресс-ножницах. Для обеспечения более качественной поверхности реза и достаточно точной длины штучной заготовки используют резку на ленточных или дисковых пилах. Для небольших диаметров поперечных сечений применяют резку на отрезных станках с помощью абразивных кругов. Резку заготовок из жаропрочных материалов часто выполняют на станках для электроэрозионной и лазерной резки.

Для удаления заусенцев на отрезанных заготовках служат наждачные станки. Их также используют и при зачистке заусенцев и острых кромок после обрезки (у поковок и штамповок) облоя.

Очистка поковок от окалины. Чистота поверхности поковок (штамповок) очень значима при оценке их качества. Это особо важно для поковок (штамповок) с точными размерами, не подвергающихся дальнейшей обработке резанием или имеющих минимальный припуск, например, на шлифовку.

Очистка от окалины должна проводиться на всех этапах кузнечного производства: перед штамповкой, после термической обработки, между операциями штамповки и после выполнения окончательной штамповки.

В зависимости от технических условий, марки материала поковки, ее размера, массы применяют различные способы очистки от окалины: дробеметную, дробе- и пескоструйную, галтовку, травление, очистку ультразвуком, гидравлическую и механическую очистку и другие методы.

Дробеметная очистка поковок наиболее производительна и универсальна. К тому же она обходится в несколько раз дешевле, чем очистка другими способами. Дробеметную очистку осуществляют струей металлической дроби, выбрасываемой на поковку лопатками быстро вращающегося колеса турбины. Скорость летящих дробинок достигает до 60 м/с.

Дробеструйная очистка. Дробеструйную очистку выполняют с помощью специальных устройств, из сопел которых под действием сжатого воздуха дробь вылетает с большими силой и скоростью, и, ударяясь о поверхность поковки, очищает ее. Этот способ очистки несколько уступает дробеметному по производительности и экономичности, будучи столь же универсальным.

Пескоструйная очистка. Пескоструйную очистку применяют в основном для мелких и тонких поковок, для которых нежелательно поверхностное упрочнение, а также для поковок из мягких и цветных сплавов. Ее можно осуществлять как сухим песком, так и мокрым, смешанным с жидкостью; такой вид очистки называют гидропескоструйной (или гидроабразивной).

Травление. Травление проводят двумя способами: электролитическим и химическим.

Электролитическое травление не нашло широкого применения в кузнечноштамповочных цехах из-за сложности реализации и недостаточной экономичности. Химическое травление применяют в кузнечно-штамповочных цехах, довольно часто оно является универсальным и надежным способом удаления окалины. Его используют главным образом для очистки ответственных поковок и поковок сложной конфигурации с внутренними отверстиями, когда очистка окалины другими

способами либо затруднена, либо невозможна.

Травление проводят следующим образом. Поковки укладывают в специальную кислотостойкую тару, погружают в ванну с растворами кислот или щелочей с последующими нейтрализацией и промывкой в горячей и холодной воде. Для интенсификации процесса травления растворы подогревают. Для травления различных материалов используют ванны различного состава.

Галтовку поковок осуществляют в специальных галтовочных барабанах следующим образом: поковки средних размеров (до 30 кг) загружают во вращающийся барабан вместе с абразивным боем и т.п. При вращении барабана поковки перекатываются, ударяются друг о друга и об абразивные остатки и очищаются от окалины.

Ультразвуковой способ очистки от окалины не получил широкого распространения в кузнечно-штамповочных цехах.

Гидравлическую очистку выполняют так: горячую заготовку подвергают воздействию струи холодной воды высокого давления. Под действием воды окалина охлаждается, сжимается, растрескивается и смывается с поверхности заготовки струей воды. Данный способ очистки наиболее эффективен для удаления окалины под последующую штамповку при изготовлении поковок с точными размерами и малыми припусками.

Механический способ очистки. Механическую очистку также применяют при очистке заготовок под штамповку, часто непосредственно на рабочем месте. Для этого служат различные металлические скребки, щетки и т.п.

Термическое оборудование. Для термической обработки поковок в основном используют различные электрические печи. Эти печи подразделяют, как было описано ранее, по габаритным размерам, рабочим температурам и конструктивным особенностям. Термическую обработку в кузнечно-штамповочных цехах применяют для снятия остаточных напряжений как между операциями штамповки, так и после окончательной штамповки.

Оборудование для ковки

Ковка давно вошла в жизнь современного человека, если множество лет назад, эта технологическая операция применялась практически повсеместно. Ее применяли и для изготовления вооружения (мечи, доспехи), транспорта (обода колес), предметов обихода (засовы, дверные петли, и многое другое.

В наши дни ковка, может, и не такой популярный вид обработки металла, но и исключить его из перечня обработки металлов нельзя. Ковку применяют для получения заготовок валов, зубчатых колес. Не менее широко ее применяют и в быту, ее используют для получения декоративных элементов зданий и сооружения, ограждений и пр.

Следует отметить, что, кроме, горячей ковки, широкое распространение получила холодная. Если при первом способе заготовку постоянно подвергали нагреву и обработке ударным воздействием, то при втором методе применяют набор оборудования, позволяющий получать практически такие же детали, как и при горячей ковке.

Разновидности станков для ковки

К несомненным достоинствам холодной ковки металла необходимо отнести то, что исчезает необходимость в сооружении кузни и установки оборудования и приспособлений, без которых работы попросту невозможна (горн, наковальня и пр.). Холодная ковка металла может быть автоматизирована, причем без особых сложностей. Такое решение гарантирует повышение эффективности работы по изготовлению изделий. Даже неавтоматизированное производство позволяет поднять производительность труда, то есть она позволяет производить целые партии деталей по заданному образцу, другими словами, всегда существует возможность организации мелкосерийного и серийного производства. Это особенно выгодно при оформлении больших заказов, например, при изготовлении ограждений, решеток на окна и пр. Для обустройства мастерской холодной ковки нет необходимости в наличии больших площадей.

При холодной ковке металла не происходит изменений во внутренней структуре металла, а это приводит к сохранению прочностных характеристик металла. При холодной ковке металла существует возможность искусственного старения металла и это позволяет производство деталей под старину.

Оборудование для горячей ковки

Если сравнивать холодный и горячий метод ковки, то сразу, можно сказать, то, что первый способ требует от работника значительно большего мастерства, наличия некоторых художественных навыков и, конечно, умения работать с набором необходимых инструментов.

Ковка материала происходит после его предварительного нагрева в кузнечной печи. Ее называют горном. Горн оснащен оборудованием для принудительной подачи воздуха. Нагрев производят до заданной температуры и после этого переносят на наковальню. Это металлическая плита, на которой производят ударную обработку разогретой заготовки. Ее выполняют с помощью молотков и кувалд разного веса. Один работник, легким молотком наносит удар по нужному месту, а второй, вооруженный тяжелым молотком или кувалдой, наносит в обозначенное место сильный удар. После того как заготовка остыла, ее снова загружают в печь для нагрева. Все перемещения детали в процессе ее обработки выполняют с помощью клещей с длинными рукоятками. Кроме, вышеназванных основных инструментов при горячей ковке применяют множество специального инструмента, который позволяет резать горячий метал, формовать сложные поверхности при горячей ковке металла.

Кузнечный горн

Для нагрева заготовок применяют печи, которые называют кузнечным горном. В его конструкцию входит несколько узлов. В частности:

• ствол, выполненный из материала стойкого к воздействию огня;
• очаг, со встроенной колосниковой решёткой;
• системы подачи и отбора воздуха;
• рабочего окна через которые подают длинные заготовки;
• дымоход, через который происходит удаление продуктов горения.

Кроме того, в состав горна входит и закалочная ванна. В основе работы классического кузнечного горна лежит уникальная восстановительная способность углерода. Именно эта его способность с успехом противостоит окислению заготовки, то есть его горению. Тут важна и теплотворная способность углерода. Дело в том, что подавая воздух необходимо регулировать его количество. Его должно быть столько, что бы хватило сжечь углерод, а тепло, выделяемое при этом, поднимет температуру в горне еще выше.

Кроме того, подачу воздуха в горн необходимо настроить так, чтобы подаваемого кислорода не хватало для окисления металла. Но если разогретую заготовку продержать в таком состоянии свыше необходимого времени, то произойдет ее перенасыщение углеродом. Существует такой термин — пересушивание, то есть металл становится очень хрупким. Кстати, в качестве пересушенного металла можно привести чугун.

Муфельная печь

Оборудование, которое используют для разогрева деталей, выполненных из разных материалов до заданной температуры, называют муфельной печью. Отличительной чертой этого оборудования является наличие муфеля. Так, называют деталь, которая защищает деталь от контакта с топливом и продуктами сгорания и в то же время служит камерой, в которой деталь нагревают. На практике применяют два вида таких печей, с постоянным и сменным муфелем. В первой печи загруженные детали проходят все операции — от нагрева до состояния готовности, во втором, только до охлаждения. То есть, по мере достижения необходимой температуры и определенной выдержки заготовки один муфель убирают и на его место устанавливают другой.

Наковальня

Один из ключевых инструментов применяемый и для холодной, и для горячей ковки металлов — наковальня. Именно на ее поверхности, кузнецы выполняют деформирование заготовки и приведение ее к готовому виду. Наковальню отличает большой вес и поэтому ее жестко фиксируют к деревянной колоде. Конструктивной наковальня состоит из:

• рога;
• наличника с отверстиями;
• основания с лапами для установки наковальни.

Для изготовления этого инструмента применяют сталь 45Л. Надо отметить, то что, наковальни — это продукция, выпускаемая в соответствии с рядом ГОСТ. Например, ГОСТ 11396-75 нормирует безрогие изделия с весом от 92 до 200 кг, а ГОСТ 11398-75, определяет требования к изделиям с двумя рогами и весом от 100 до 270 кг.

Твердость материала, из которого производят наковальни, составляет 340 — 477 по HB.

Станки для холодной ковки

Для выполнения работ по холодной ковке будут востребованы разные инструменты и технологическая оснастка. Большая часть необходимых инструментов можно приобрести в любом инструментальном магазине, но некоторые приспособления, вполне возможно, придется заказывать. Можно приобрести уже готовый набор для производства и приспособления для холодной ковки. В количество потребных инструментов входит сварочный аппарат. На рынке существует множество предложений по поставке сварочного оборудования, но для нужд кузни имеет смысл приобретать аппарат, который может работать как с постоянным, так и с переменным током. Такой аппарат позволяет работать с тонкими листами не опасаясь их испортить. Углошлифовальная машинка необходима для механической обработки заготовок. То есть, с ее помощью можно что-то подрезать, что-то отшлифовать. Такая машина должна обладать определенным запасом мощности и высокими оборотами. Не помешает и зачистная машинка, ее услуги будут востребованы в случае необходимости выравнивания сварного шва в труднодоступных местах, например, на стыке двух плоскостей. Из электроинструмента будет востребованы — дрель, перфоратор.

Кроме, перечисленного инструмента будет необходим и набор технологических приспособлений. Например, для получения отдельных деталей используют шаблон, его применяют для получения металлических дуг или колец. Без такого приспособления, как объемник невозможно получить узоры. Кузнечное оборудование для холодной ковки можно приобрести в составе готовых комплектов, а можно изготовить своими силами.

Станок улитка

С помощью оборудования под названием «Улитка» мастер может изготавливать различные завитки. Для большего удобства в работе применяют улитки с воротом.

Станок торсионный

Торсионное оборудование для ковки предназначено для скручивания прутка вдоль оси. Для изготовления такого станка своими руками потребуются следующие материалы и инструменты:

• стальной лист;
• двутавр;
• слесарные тисы;
• крепеж;
• углошлифовальная машина;
• сварочный аппарат;
• приводная станция, которая состоит из редуктора и электрического двигателя.

Станок гнутик

Этот тип оборудования применяют для гиба пруткового материал или труб под определенный радиус и угол. Работа на таком оборудовании не требует приложения значительных усилий, а после обработки на нем, металл не изменяет свою структуру. Гнутики работают следующим образом. Для получения готового изделия заготовку устанавливают между гибочным валом и упором. Гибкий вал оказывает давление на заготовку, а упор, не дает ей деформироваться полностью.

Станок волна

Оборудование этого типа позволяет изготавливать изделия волнообразного типа из круга, квадрата и других типов проката. С его помощью получают такие детали, как волны и зигзаги. Универсальный станок для холодной и горячей ковки НК-1 Оборудование марки НК—1 это установка, в состав которой несколько блоков и позволяющий выполнять множество операций и изготавливать различные кованые детали, например, завитки, кольца и пр. Оборудование этой марки позволяет наносить рисунок на металлические полосы, трубы и другие виды профиля. При этом применяют метод холодной деформации.

Станки для холодной ковки своими руками

На самом деле качественные самодельные станки для выполнения холодной ковки встречаются нечасто. По-настоящему качественное оборудование возможно получить только в заводских условиях с использованием металлорежущего оборудования, термических установок и пр.