Ковочная машина


Свободную ковку производят паро-воздушными и пневматическими молотами. Их приводит в действие пар или сжатый воздух.

Простейший паровой молот состоит из массивной станины. В верхней части ее находится рабочий цилиндр, в нем поршень, который передвигается вверх и вниз (как в велосипедном насосе). В конце поршня — шток, к которому прикреплена тяжелая стальная баба — молот. В цилиндр под высоким давлением подают пар, и поршень вместе со штоком и бабой поднимается вверх. Сильно сжатый под поршнем пар удерживает тяжелый молот. После этого нагретую заготовку кладут на наковальню, укрепленную на чугунном или стальном основании — шаботе.

Так работает паровой молот.
Так работает паровой молот.

Теперь можно начать ковать. Пар из-под поршня выпускают и нагнетают его в пространство над поршнем. Тогда баба падает вниз, наносит удар по заготовке и давит на нее. Попеременно впуская и выпуская пар, бабу поднимают и опускают. Она еще и еще ударяет по заготовке, обжимает ее. Подача пара регулируется автоматически, с помощью особого механизма — золотника, обычно применяемого в паровых машинах. Удар следует за ударом, заготовка постепенно меняет форму, металл «растекается».

Может случиться, что в процессе ковки металл начинает, как говорят кузнецы, «течь в одном направлении». Это происходит потому, что зерна (кристаллы), из которых состоит металл, вытянулись и получилась волокнистая структура, очень напоминающая строение древесины, где волокна вытянуты вдоль ствола.

Если из поковки вырезать два образца — один вдоль волокон, а другой поперек — и испытать их на растяжение, то окажется, что первый выдержит нагрузку в несколько раз большую, чем второй. Кузнец должен учитывать направление волокон.

Ковка — сложная и трудная работа. Перед кузнецом стоят две важные задачи: сделать металл крепким и придать ему нужную форму. И при этом нельзя медлить: не только каждая минута — каждая секунда дорога.

Но вот ковка закончена. Деталь обхватывают цепями, и кран уносит ее. Тотчас подвозят следующую заготовку.

Кузнечный пневматический молот для ковки небольших деталей.
Кузнечный пневматический молот для ковки небольших деталей.

Для свободной ковки, кроме молотов, применяют также гидравлические прессы. Они действуют по гидростатическому закону Паскаля. Такой пресс не бьет по заготовке, а давит на нее.

Гидравлические прессы постепенно вытесняют тяжелый молот. Мощности их непрерывно растут. Еще недавно максимальное давление прессов не превышало 10 тыс. Т. А в последнее время на советских заводах сконструированы и построены ковочные прессы давлением в 30 и даже 70 тыс. Т. Проектируются еще более мощные прессы.

Штамповочные молоты мало чем отличаются от молотов для свободной ковки. Если штамповщик спустит педаль, то баба автоматически поднимется. Вес падающих частей паро-воздушных штамповочных молотов достигает 20-30 Т. Часть металла при штамповке вытекает в промежуток между двумя половинками штампа и образует заусенец, который затем удаляют на отдельном обрезном штампе.

Штампуют изделие двумя методами. Первый — комбинация свободной ковки и штамповки, Заготовку предварительно подготовляют свободной ковкой, а окончательную форму придают ей в одном или нескольких штампах.

При втором методе заготовка проходит через ряд последовательно расположенных многоручьевых штампов. Ручьи — это углубления в нижней части штампа. От их формы зависит конфигурация детали. На многоручьевых штампах за несколько проходов изготавливают сложные детали,

Ковка улучшает структуру металла: 1 — крупнозернистая структура; 2 — с зернами, вытянутыми в одном направлении (после ковки); 3 — мелкозернистая.
Ковка улучшает структуру металла: 1 — крупнозернистая структура; 2 — с зернами, вытянутыми в одном направлении (после ковки); 3 — мелкозернистая.

Разновидность штамповочных молотов — горизонтально-ковочные машины. Их применяют при изготовлении деталей удлиненной формы с утолщениями на концах, а также колец, втулок. Делают такие детали из прутков. При этом нагревается не весь пруток, а только конец его, подлежащий ковке.

У этих машин есть штамп, который состоит из матриц и пуансона. Матрицы здесь — два металлических полукруга, а пуансон — крепкий стальной стержень. Смыкаясь, матрицы горизонтально-ковочных машин зажимают пруток и таким образом получается наружная форма изделия. В то же время укрепленный на специальном ползуне пуансон заходит в эту образованную матрицами полость и прошивает заготовку (пруток).

Этим методом изготовляют, например, кольца для подшипников. Чтобы придать им более правильную геометрическую форму, их затем снова нагревают и раскатывают на специальных машинах.