Лекція про суть та порівняльну характеристику двох типів обробки - вільного кування та гарячого штампування.
Лекція 1. Вступ. Мета та задачі вивчаємої дисципліни. Сутність та різновиди процесів вільного кування та гарячого штампування.
Вільне кування металу.
Цей технологічний процес на сьогоднішній день досить широко застосовується в машинобудуванні, він регламентований відповідними державними стандартами, технічними нормами і правилами.
Суть вільного кування у тому, що попередньо розігріту до пластичного стану заготовку піддають обробці ручним або механізованим молотом, завдаючи по ній в певній послідовності цілий ряд ударів, в результаті яких вона набуває необхідну геометричну конфігурацію (тобто певну форму і розміри). Вільним куванням цей процес називають по тій простій причині, що він передбачає вільне розширення металу при деформації в тих напрямках, які не обмежені поверхнями інструменту.
Під час вільного кування відбуваються істотні зміни не тільки розміру і форми вихідної заготовки, але й механічних властивостей металу і його структури. Як показує практика, правильно викуваний метал має набагато кращі характеристики, ніж метал литий. Ті вироби, які отримують методом вільного кування, в техніці прийнято називати поковками.
Рис.1. Поковки, які виготовлені вільним куванням.
Що стосується ступені механізації вільного кування, то вона підрозділяється на ручну і машинну. В даний час застосування ручного вільного кування вельми обмежене, і воно використовується зазвичай в невеликих механічних майстернях для того, щоб виготовляти заготовки для подальшого виробництва деталей малої серії або штучних запасних частин різних машин і механізмів.
Рис.2. Зображення процесів і обладнання вільного кування.
Гаряче штампування металу.
Гаряче штампування, яке передбачає деформування металевої заготовки в нагрітому стані, використовується для того, щоб змінити не тільки конфігурацію цієї заготовки, але і її розміри. Найчастіше така обробка застосовується для того, щоб змінити геометричні параметри не в одній площині, а в декількох вимірах. У таких випадках ця процедура носить назву «гаряче об'ємне штампування».
Рис.3. Поковки які виготовлені гарячим об'ємним штампуванням.
Сутність процесу гарячого штампування полягає в тому, що готовий вироб з металу отримують з нагрітої до певної температури заготовки, впливаючи на неї тиском, для чого використовується спеціальний інструмент - штамп. При виконанні гарячого штампування температура заготовки змінюється від стану просто нагрітої поверхні до кувальної. 
Щоб обмежити течію нагрітого металу непотрібному напрямку, на окремих ділянках внутрішньої поверхні штампу виконують спеціальні порожнини і виступи. Таким чином, внутрішня поверхня штампу формує замкнуту порожнину (ручай), конфігурація якого повністю відповідає формі готового виробу.
Рис.4. Нижня половина одно ручаєвого штампу.
Гаряче штампування є найважливішою областю металообробки. Сучасна технологія гарячого штампування – складний комплекс різних за своїм характером операцій.
Основними операціями цього комплексу являються:
Прийомка та розділка вихідних матеріалів на мірні заготовки;
Нагрів металу перед штампуванням;
Підготовка заготовок;
Штампування на молотах, пресах, горизонтально-кувальних машинах або спеціальних мета стискуючих машинах;
Обрізка та прошивка поковок;
Зачищення на наждакових станках;
Термічна обробка;
Очищення поверхні;
Правка та чеканка;
Між операційний та кінцевий контроль якості заготовок та поковок.
Кожна вказана операція гарячого штампування вивчається окремо. Основні теми модулів, які присвячені операціям формо змінення поковок, а значить різними видам штампування, містять інформацію про основну методику проектування різних технологічних процесів штампування і конструювання штампів. В кожному модулі матеріал надається в послідовності, яка відповідає порядку проектування технологічного процесу і оснащення гарячого штампування.
Порівняльна характеристика процесів гарячого об’ємного штампування та вільного кування.
Переваги | Недоліки |
В порівнянні з куванням гаряче штампування має наступні переваги: 1.Висока продуктивність, в десятки або навіть в сотні разів перевищуюча продуктивність кування. 2.Значно менші (в 3-4 рази) допуски і припуски, краща якість поверхні, після калібрування штамповок допуски складають +500 мм і тому механічній обробці підлягають лише окремі поверхні, оскільки інші поверхні мають приємлему точність і шорсткість. 3.Можливість отримання виробів дуже складної форми, які неможливо виготовити куванням без зайвих напусків. 4.Більш проста робота штампувальника в порівнянні з роботою коваля, якого потрібно довше вчити професії. | В порівнянні з куванням гаряче штампування має наступні недоліки: 1.Значне обмеження виготовляємих виробів по масі (до 3,5 тонн). 2.Набагато більші сили для деформування, і відповідно більші зусилля і потужність необхідного обладнання, чим при куванні. Це обумовлено тим, що при штампуванні одночасно деформується вся заготовка, а не її частина; при цьому течіння металу утруднюється опором стінок порожнини штампу. 3.Висока вартість спеціального інструменту – штампу, який значно більш складний по конструкції і виготовляється з більш коштовної інструментальної сталі. А універсальний кувальний інструмент може використовуватися лише для одного типорозміру поковки. |
Контрольні запитання.
1.Поясніть, у чому полягає суть вільного кування?
2.Чому кування називають «вільним» ?
3.Що саме відбувається з металом заготовки під час вільного кування?
4.Як називають вироби, отримані методом вільного кування?
5.Як відрізняється вільне кування за ступенем механізації?
6.Поясніть, у чому полягає суть гарячого об'ємного штампування?
7.Чому штампування носить назву «гаряче об'ємне» ?
8. Чи змінюється температура під час штампування? Як саме ?
9. Дайте визначення технічному терміну «штамп».
10. Вартість матеріалу може вважатися недоліком?
11.Поковки якого методу виготовлення мають найбільшу вагу?
12.Назвіть основну різницю двох методів штампування.
.png)