Четырехбойковое ковочное устройство

Четырехбойковое ковочное устройство

Четырехбойковое ковочное устройство – это специальный ковочный инструмент, предназначенный для получения поковок с удлиненной осью методом четырехсторонней радиальной ковки на гидравлическом ковочном прессе.

Устройство используется для передела слитков из сталей и сплавов широкого марочного сортамента на поковки круглого, квадратного и полигонального, постоянного и переменного сечения, а также для изготовления заготовок гладких и ступенчатых валов, осей, труб и прочих деталей.

Конструкция и принцип действия

Устройство состоит из верхнего и нижнего корпусов с установленными в них верхним и нижним бойками и кинематически связанных с ними, при помощи направляющих особой конструкции, ползунов с установленными в них боковыми бойками. Устройство устанавливается на инструментальный стол ковочного пресса как обычные бойки. При этом нижний корпус устройства крепится к неподвижному столу пресса, а верхний – к подвижной траверсе пресса. При движении траверсы пресса вверх, верхний боек также перемещается вверх, а боковые бойки разводятся в стороны, раскрывая рабочее пространство устройства, куда при помощи манипулятора подается заготовка. При движении траверсы пресса вниз происходит обжатие заготовки четырьмя бойками, после чего цикл повторяется.

От двух бойков к четырем

Вторая половина XIX века была ознаменована появлением гидравлических ковочных прессов, которые стали постепенно вытеснять молота из кузнечного производства ^[1]. Ковка на ковочных прессах осуществляется двумя бойками, один из которых совершает возвратно-поступательные движения, а другой – неподвижно закреплен. Этим обусловлена относительно невысокая производительность и большая трудоемкость традиционной ковки на прессах. Ковка малопластичных и труднодеформируемых сталей и сплавов двумя бойками по традиционной технологии сопряжена с большими трудностями, а иногда просто невозможна ввиду значительных растягивающих напряжений в очаге деформации, которые приводят к появлению различных дефектов ковки и высокому проценту брака ^[2].

В 70-х годах XX века для крупносерийного производства поковок с удлиненной осью стали широко использоваться радиально-обжимные машины (РОМ) с механическим приводом, в которых заготовка обжимается в радиальных направлениях несколькими парами бойков одновременно. Процесс радиальной ковки на РОМ с механическим приводом характеризуется высокой производительностью процесса ковки. Однако, небольшие единичные обжатия заготовки, обусловленные конструкцией таких машин, являются причиной локализации деформаций преимущественно в поверхностных зонах заготовки, а металл в осевой зоне остается непроработанным ^[3]. В 80-90-х годах появились РОМ с гидромеханическим и гидравлическим приводом, которые лишены недостатков присущих механическим РОМ ^[4][5]. Тем не менее, радиально-обжимные машины являются узкоспециализированным и весьма дорогостоящим оборудованием в сравнении с универсальными ковочными прессами. Применение таких машин на предприятиях с широкой номенклатурой поковок экономически невыгодно и нецелесообразно.

Задачу получения высококачественных поковок с удлиненной осью методом радиальной ковки на универсальных ковочных прессах удалось решить при помощи многобойковых ковочных устройств. Первые подобные устройства, различные по конструкции и принципу действия, появились в 80-х годах прошлого столетия ^[6][7][8]. Наибольшее распространение получило четырехбойковое ковочное устройство вышеописанной конструкции, разработанное украинскими и российскими учеными. На сегодняшний день четырехбойковые ковочные устройства отечественного производства не имеют аналогов в мире. Они успешно работают на промышленных предприятиях в России, Украине, Испании и Китае.

Преимущества ковки в четырехбойковом ковочном устройстве

Использование четырехбойковых ковочных устройств на гидравлических ковочных прессах обеспечивает следующие преимущества в сравнении с традиционными технологиями ковки двумя бойками:

• возможность ковки малопластичных и труднодеформируемых сталей и сплавов, обусловленная благоприятным напряженно-деформированным состоянием металла в очаге деформации;
• увеличение производительности процесса ковки в среднем в 2 раза, благодаря отсутствию бокового уширения, а значит меньшему количеству ходов пресса, которое требуется для получения поковки заданного размера и формы ^[9];
• снижение удельных затрат электроэнергии на ковку, а также затрат энергоносителей на подогрев металла и уменьшение потерь металла в угар, благодаря сокращению количества межоперационных подогревов заготовки;
• повышенная размерная точность поковок после калибровки в устройстве, что позволяет уменьшить в 2-2,5 раза допуски и в 1,5 раза припуски на последующую механическую обработку ^[9];
• увеличение выхода годного металла на 10-12% ^[9];
• высокая гибкость в работе и быстрая настройка оборудования на изменяющийся сортамент обрабатываемых слитков и заготовок;
• относительно невысокая стоимость, низкие эксплуатационные издержки и высокая надежность четырехбойкового ковочного устройства, подтвержденная многолетним опытом промышленной эксплуатации.

Примечания

1. ↑ Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства: Учебник для вузов. – М.: Машиностроение, 1976. – 560 с.
2. ↑ Тюрин В.А. Теория и процессы ковки слитков на прессах. – М.: Машиностроение, 1979. – 240 с.
3. ↑ Ковка на радиально-обжимных машинах / В.А. Тюрин, В.А. Лазоркин, И.А. Поспелов, Х.П. Флаховский / Под общ. редакцией В.А. Тюрина. - М.: Машиностроение, 1990. - 256 с.
4. ↑ Экспресс-информация. Институт «Черметинформация». М., 1988. Сер. Обработка металлов давлением, металловедение и термическая обработка, порошковая металлургия. Вып. 11. - С. 1-3.
5. ↑ Nieschwitz P.-J., Meybohm C. Hydraulically driven radial forging machine for flexible forging of small batch sizes // Stahl und Eisen. – 1990. – Heft 11. – P. 101-108.
6. ↑ Харитонов Л.В., Катков И.С., Рудалев Н.Ф. Устройство и технология многосторонней ковки на гидравлических ковочных прессах // Кузнечно-штамповочное производство – 1989. - № 6. - С. 3-4.
7. ↑ Лыткин И.Н., Мишулин А.А., Шляхин Н.П., Агахи К.Г. Формоизменение заготовки и выбор пресса при протяжке в четырехбойковом инструменте // Кузнечно-штамповочное производство – 1988. - № 3. - С. 5-8.
8. ↑ Patent No. JP61273230 Japan, IPC B21J7/18. Forging device providing four way tap/Nakazato Eiichi; Japan Steel Works Ltd. - Application No. JP19850114; Published 03.12.1986
9. ↑ ^{1 2 3} Володин А.М., Лазоркин В.А., Богдановский А.С. Радиальная ковка слитков в четырехбойковых ковочных устройствах на гидравлических прессах - основа для создания новых автоматизированных ковочных комплексов // КШП и ОМД - 2005. - № 10. - С. 36-39.

Литература

1. Володин А.М., Лазоркин В.А. О достоинствах технологии ковки слитков на гидравлических ковочных прессах в четырехбойковых ковочных устройствах // КШП и ОМД - 2009. - № 11. - С. 17-23.

2. J. R. Gonzalez, P. F. David, J. Cordon, J. M. Llanos. FEM simulation of the new radial forging device process at Sidenor. Proc. 17th IFM 2008, Nov. 3-7 Santander, Spain, p. 237-243.

3. Володин А.М., Лазоркин В.А. Первые промышленные четырехбойковые ковочные блоки для ковки сталей и сплавов на гидравлических ковочных прессах // Черные металлы. 2008, февраль - С.14-19.

4. Лазоркин В.А. Технология четырехсторонней ковки слитков// Техномир - 2007. - №6. - С. 8-10.

5. Victor Lazorkin, Nikolay Petrov. Four-die radial forging device - an attached improvement for conventional forging presses. Proc. 16th IFM 2006, Oct. 15-19 Cutlers Hall, Sheffield, UK, p. 269-276.

6. Володин А.М., Лазоркин В.А., Сорокин В.А., Петров Н.П., Богдановский А.С. Новые технологии и оборудование для радиальной ковки слитков // КШП и ОМД - 2006. - № 10. - С. 22-27.

7. Лазоркин В.А., Яценко Р.В., Мельников Ю.В. Качество поковок, изготовляемых радиальной ковкой на гидравлическом ковочном прессе // КШП и ОМД - 2005. - № 5. - С. 8-11.

Внешние ссылки

Инновационные технологии и оборудование для обработки металлов

Связать^?

На эту статью не ссылаются другие статьи Википедии. Пожалуйста, воспользуйтесь подсказкой и установите ссылки в соответствии с принятыми рекомендациями.