Основные ковочные операции. ОСАДКА

Осадкой  называют ковочную операцию, посредством которой уменьшают высоту исходной заготовки и увеличивают площадь ее поперечного сечения. Осадку, осуществляемую на отдельном участке заготовки, в частности на ее конце,  называют высадкой.

Осадку используют для изготовления поковок (или их отдельных участков) с большими поперечным сечением при относительно малой высоте (фланцы, диски и т. п.) из заготовок меньшего поперечного сечения; как предварительный этап  перед прошивкой при производстве полых поковок (кольца, втулки); перед последующей вытяжкой литых заготовок (слитков) для повышения равномерности механических свойств металла в поковке в результате деформирования в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Вместе с тем осадку образцов применяют для получения данных о пластичности того или иного сплава. Испытание осадкой до появления первой трещины значительно лучше характеризует пластичность металла, Чем относительное удлинение и поперечное сужение при испытании на растяжение, поскольку осадка близко подходит к условиям деформирования в практике ковки и штамповки.

Цилиндрические заготовки в процессе осадки принимают бочкообразную форму. Для устранения бочкообразности применяют отделочную операцию — обкатку по диаметру. Обкатку производят  не сильными ударами молота (короткими нажимами пресса), вращая вокруг её оси, установленную на ребро,  заготовку. Операция облегчается применением подкладок или обжимок.

Бочкообразность после осадки в значительной мере зависит от контактного трения между поверхностями давящего инструмента и заготовки. Повышение коэффициента контактного трения всегда увеличивает бочкообразность.

Бочкообразность является внешним выражением неоднородности деформации при осадке, в результате которой степень деформации в различных зонах осаживаемой заготовки неодинакова.

Неоднородность деформации представляет собой явление технологически вредное. В случае холодной осадки упрочнение в различных зонах будет разное, металл будет неоднороден в отношении механических и физических свойств. При горячей осадке неоднородность деформации создает различные условия рекристаллизации. После рекристаллизации зерна в разных участках заготовки получают различную величину, вплоть до того, что в некоторых точках степень деформации может оказаться на уровне критической и вызвать резкий рост зерна.

Неоднородность деформации при осадке ведет к снижению пластических свойств, и для ряда сплавов ограничивает возможную степень осадки.  Поэтому большое значение получают мероприятия, снижающие неоднородность деформации, как при осадке, так и при всех других ковочных и штамповочных операциях. К ним относятся:

1)           тщательная обработка (шлифовка) рабочей поверхности инструмента и своевременный ремонт инструмента;

2)           подогрев инструмента до температур 200—300° С во избежание охлаждения поверхностного слоя металла, заготовки и повышения напряжения текучести;

3)           смазка торцов осаживаемой заготовки. Для алюминиевых и магниевых сплавов применяют технический воск, машинное масло с графитом и т. п.; для титановых и медных сплавов — мазут, машинное масло, компрессорное масло.

Кроме этого, для снижения неоднородности деформации при осадке и повышения пластичности рекомендуют применять, особенно для малопластичных сплавов, такие меры:

1)           на торцах заготовок делать кольцевые выточки для удержания смазки. Опыты показали, что при осаживании таких заготовок сохраняется их цилиндрическая форма, и деформация приближается к однородной — зоны I задержанной (затрудненной) деформации почти исчезают;

2)           производить осадку коническими бойками. При этом способе осадки бочкообразности также почти не наблюдается;

3)           применять пластические прокладки между торцами заготовок и бойками;  металл этих прокладок должен быть значительно пластичнее деформируемого.

Необходимо также указать способ, не связанный со снижением контактного трения, но вместе с тем резко повышающий пластичность металла. По этому способу заготовку заключают в обойму или оболочку из другого более пластичного металла, например для магниевых сплавов — из низкоуглеродистой стали или дуралюмина. Применение обойм или оболочек увеличивает при осадке степень всестороннего сжатия заготовки, что и обусловливает увеличение пластичности. Благоприятные результаты от применения, обойм были, например, получены при осадке хрупких магниевых сплавов.

Оболочки находят достаточно широкое применение при обработке тугоплавких и редких металлов и сплавов, как это будет показано в дальнейшем.

Основные правила осадки. 1. Исходную заготовку желательно выбирать так, чтобы высота ее была не больше 2,0—2,5 диаметров. При больших отношениях может возникнуть продольный изгиб, что потребует дополнительных приемов для выправления заготовки.

2. Необходим равномерный прогрев заготовки во избежание искажений наружной формы при осадке и увеличения неоднородности деформации. Так как осадка по сравнению с другими операциями требует наибольших усилий, нагрев следует производить до максимально допустимых температур начала ковки.

3.           Степени деформации за каждое обжатие и за всю операцию назначать так, чтобы их величины не превышали максимально допустимые для каждого сплава. Степени деформации за каждый удар молота или нажим пресса следует назначать вне критического интервала (например, для алюминиевых и магниевых сплавов более 12—15%).

4.           На поверхности исходной заготовки не допустимы наружные пороки, торцы ее должны быть ровные и перпендикулярны оси. На кромках торцов заготовок из титановых сплавов необходимо выполнить фаску или закругление, чтобы избежать остывания кромок, которое может повлечь образование зажимов и складок.

Разновидности операции осадки. Кроме осадки в направлении оси заготовки, возможна также осадка в направлении, перпендикулярном ее оси. Такую операцию в практике называют р а с п л ю щ и в а н и е м. В этом случае во избежание изгиба размер в направлении осадки не должен превышать другой поперечный размер более чемф в 2,0 -4- 2,5 раза. Расплющивание цилиндрических заготовок допустимо только для высокопластичных цветных сплавов. При этой операции в центральной зоне заготовки возникают растягивающие напряжения, которые могут вызвать внутренние трещины.

При изготовлении поковок типа фланцев и дисков с бобышками, применяют осадку в подкладных кольцах.

Подкладные кольца обычно делают по высоте равными требуемой высоте бобышек, а по диаметру  — равными диаметру, на который осаживается заготовка. Это дает возможность производить последующую отделку боковой поверхности поковки путем обкатки. Стенки отверстий в подкладных кольцах делают с уклоном 5—7° для удобства съема поковок. Если на поковке необходимо получить только одну бобышку, то применяют одно подкладное кольцо.

В тех случаях, когда диаметр заготовки можно выбрать равным или несколько меньшим диаметра бобышки или когда конец заготовки можно предварительно оттянуть на этот диаметр, применяют высадку в кольце. Аналогично используя два кольца, можно получить бобышки с обеих сторон поковки.

24 Июль 2011 Опубликовано в Мастер-класс

Комментирование закрыто.