Подбор ковочного инструмента и средств механизации

Ковочный инструмент подразделяется на три группы: основной деформирующий, вспомогательный и специальный.

Номенклатура инструмента определяется видом и количеством технологических операции ковки. Для поковок гребного вала, в соответствии с последовательностью операций, применяется инструмент, номенклатура которого приведена в табл.5.

Заготовительные операции: оттяжка(хвостовика) цапфы слитка под клещи манипулятора и биллетировка.

Вспомогательные: рубка донной части (поддона).

Основные операции: много переходная протяжка в комбинированных бойках по схеме круг – пластина – квадрат – круг.

Вспомогательные: рубка хвостовика слитка (цапфы).

Завершающие и отделочные операции: правка и технический контроль

Таблица 5

Номенклатура инструмента, используемого при изготовлении поковки гребного вала [15]

№ п/п	Вид операции	Вид инструмента
деформирующий	вспомогательный	специальный
	Оттяжка цапфы	бойки плоские
	биллетировка		бойки комбинированные
	Рубка		отрезной боек
	Протяжка	бойки комбинированные
	Рубка		отрезной боек
	Правка	бойки плоские

 

Плоские бойки (рис.2.10) предназначены для получения в поковке при протяжке квадратного сечения, а также круглого сечения через промежуточную пластину или квадрат.

Рис. 2.4. Эскиз плоского бойка

 

Ширина бойков (рис.2.6) имеет значение [1, c.191]:

.

(1.2)

где - максимальный диаметр обкатанного или осаженного слитка, при ковке с относительной подачей = 0,5 0,7 под бойки на каждом обжиме.

Тогда, с учетом, что максимальный диаметр заготовки при ковке в данной технологии составляет = 460 мм, ширина бойка имеет значение 225 мм. Согласно нормализованного ряда размеров инструмента выбираем 400 мм. В зависимости от силы выбранного пресса и рассчитанной ширины бойков [9] принимаем длину бойков = 900 мм.

Радиус округления рабочей кромки бойков принимается в зави­симости от максимально допустимого обжатия [1] по выражению

.

(1.2)

Тогда 30 мм. Размеры бойков приведены в табл.5.

Таблица 2

Размеры плоских бойков

 

Сила пресса, МН	Размеры бойков, мм
Ширина а	Длина	Радиус округления рабочей кромки

Комбинированные бойки обеспечивают повышение схемы всестороннего сжатия по сравнению с плоскими бойками. Как правило, верхний боек плоский, нижний вырезной. Глубина выреза характеризуются следующими геометрическими разме­рами: глубиной выреза h_вр, углом развала , шириной В, радиусом перехода от рабочей плоскости к боковой (вертикаль­ной), т. е. радиусом скругления рабочей кромки R, радиусом за­кругления выреза R₁. Ширину бойков выбирают из условия обеспе­чения в начале протяжки величины относительной подачи = 0,5 0,7.

 

 

Рис. 2.5. Эскиз нижнего вырезного ромбического бойка в комбинации с верхним плоским бойком:

1 – верхний плоский боек; 2 – нижний вырезной боек; 3 - вкладыши

Ширина бойка определяется по формуле [1, c.196]

,

(1.2)

где - максимальный диаметр заготовки при ковке в данной технологии, мм; - угол развала.

Для данного типа бойков для обычных углеродистых сталей применяют углы : 110°, 120° и 135°. Принимаем угол развала =135°.

Тогда 180 мм. Принимаем ширину бойка = 200 мм.

Глубина выреза нижнего бойка определяется выражением [1, c.197]

= .

(1.2)

Тогда = = 29,1. Принимаем = 30 мм.

Радиус закругления выреза R₁ определяется выражением

,

(1.2)

где – радиус поковки, 100 мм.

Конструкция плоских и вырезных бойков приведена на рис.2.6. а б

Рис. 2.5. Конструкции бойков: а – плоских; б – вырезных

Отрезные бойки (рис.2.7) обеспечивают рубку донной части и цапфы, при этом в данных операциях они заменяют топоры.

Рис.2.7. Эскиз отрезного бойка

Это возможно, так как в данном оборудовании (ковочном гидравлическом прессе) смонтированы подвижные поперечные инструментальные столы. В частности, данный отрезной боек монтируется на нижнем левом столе. Рубка отдельных частей поковки производится нажатием верхним плоским бойком на заготовку, положенную на отрезной боек. После рубки, примерно на две трети толщины поковки, последняя кантуется на 180 и производится окончательная рубка.

Все технологические операции требуют перемещения заготовки в горизонтальной плоскости, так и вращения (кантовки) ее вокруг своей продольной оси. В кузнечном производстве выполнение указанных движений поковки массой 200 кг требует применение средств механизации: манипулятора, кантователя (патрона) или средств ручной зацепки заготовки или слитка с перемещением и вращением ее с помощью мостового или ковочного кранов.

Данная технология ориентировалась на применение манипулятора грузоподъемностью 5т, имеющего движение тележки в горизонтальной плоскости по двум взаимно перпендикулярным направлениям и вращения захватывающей руки вокруг вертикальной и горизонтальной осей.