Лекція 7. Тема 2.1. Основні операції вільного кування. Осадка. Основні правила осадки.

Лекція 7.

Тема 2.1. Основні операції вільного кування. Осадка. Основні правила осадки.

Осадка – це кувальна операція, при якій збільшується площа поперекового перерізу заготовки за рахунок зменшення її висоти. При осадці заготовку встановлюють вертикально (на торець), а інструмент рухається вздовж її осі.

Рисунок 1.Осадка заготовки: а- циліндричної (бочкоподібна форма);

б- квадратної.

Якщо заготовку циліндричної форми піддати осадці, то відбудеться збільшення її поперечного перерізу за рахунок зменшення висоти. Заготовка прийме бочкоподібну форму. Це здійснюють сили тертя, що діють між торцями заготовки та бойками. Сили тертя перешкоджають вільному розширенню металу на торцях. У місцях, віддалених від обох торців, тобто в середній частині заготовки, розширення металу відбувається вільніше. В результаті при осадці розширення в середній частині заготовки буде більшим, ніж у торців, і  виникне бочкоподібна  форма (рисунок 1,а). При осадці заготовки квадратного перетину спостерігається подібна картина, але при цьому заготовка в поперечному перерізі буде прагнути прийняти форму кола (рисунок1,б). Відбувається це тому, що частинки металу при розширенні заготовки прагнуть переміститися в напрямку найменшого опору. 

Призначення осадки:

1) збільшення поперечного перерізу заготовки;

2) підготовка заготовки перед прошивкою з метою отримання меншої висоти і плоских паралельних торців;

3) підготовка заготовки до подальшої витяжки з метою підвищення ступеня укову;

4) поліпшення макроструктури поковки.

Осадка буває повною, коли перетин заготовки збільшується по всій висоті, і місцевою, коли збільшення виходить на кінці або в середній частині заготовки (рисунок 2). Місцеву осадку називають висадкою. Під час висадки нагрівають не всю заготовку, а лише ту частину її, яка повинна бути висаджена.

Рисунок 2.Осадка: а- місцева; б – місцева в середній частині заготовки; в – місцева на кінці заготовки.

Правила і прийоми осадки.

Операція осадки може бути добре виконана тільки при дотриманні наступних правил.

1. Висота вихідної заготовки повинна бути не більше трьох діаметрів її, інакше осадка викличе вигин заготовки. Якщо заготовка має скошені, нерівні торці, то краще зменшити відношення висоти до діаметра до 2.

2. Заготовка перед осадкою повинна бути рівномірно прогріта.

3. Торці заготовки повинні бути рівними і перпендикулярними до її осі.

Якщо злиток має хвостовик (цапфу), який необхідний для проведення в подальшому операції витяжки, то осадка проводиться за допомогою підкладних плит (рисунок 3, а). Нижня плита повинна мати отвір, куди заходить хвостовик. Робочі поверхні плит робляться увігнутими, а торці заготовки після осадки виходять опуклими. Це необхідно для того, щоб при подальшій витяжці уникнути утворення западин (халяв) на торцях.

Рисунок 3.Прийоми осадки: а- за допомогою підкладних плит; б- осадка з видавлюванням; в – осадка за допомогою кілець; г- осадка в нижнику.

Висадка середньої частини заготовки може бути виконана за допомогою кілець. Застосовують два способи висадки. У першому - одночасно з осадкою відбувається часткове видавлювання металу в отвір кілець (рисунок 3,б). При цьому можна отримати велику різницю в діаметрах середньої і кінцевих частин. У другому - висадка досягається тільки за рахунок середньої частини заготовки. Кінцеві частини, що заходять в отвори кілець, залишаються майже без змін (рисунок 3,в).

Щоб уникнути застрявання поковки, отвори в кільцях роблять на конус з кутом до 7 °. Якщо заготовка має невеликі розміри, то висадка середньої частини може бути отримана за рахунок місцевого нагріву цієї частини, наприклад, в горні і подальшого осаджування ударами в торець.

Висадка кінцевої частини може бути проведена також за допомогою кільця. Заготовка вставляється в отвір, причому вільний кінець її - виступає з отвору, повинен бути не більше 2-3 діаметрів. Натисканням або ударами цей кінець висаджується до необхідних розмірів (рисунок 3, г).

Якщо потрібно висадити кінець довгої заготовки, то застосовують прийом, який називають «романенієм». Заготовка затискається між бойками молота або преса і висаджується ударами в торець. Удари наносяться важкою болванкою (яку називають «роман» або «сокіл»), підвішеною вільно на ланцюгу (рисунок 4). Потрібно бути обережним, так як при неточних ударах «сокіл» може відскочити в сторону. Можна підвішувати на ланцюгу висаджену заготовку і, розгойдуючи її, наносити удари розігрітим кінцем по вертикальній плиті. При ручному куванні висадка головки у довгого стрижня проводиться ударами нагрітого кінця стрижня об ковадло.

Висадка головок і обробка їх за формою шестигранника або квадрата полегшується застосуванням так званої цвяхарні, що має на бічних сторонах отвори і вирізи відповідного профілю (рисунок 4).

                                           а                                                б

Рисунок 4.Схеми : а- «романєніє»; б- цвяхарня.

Дефекти осадки. При виконанні осадки можуть виявлятися дефекти металу і дефекти, викликані самої осадкою.

Вигин заготовки в основному викликається недотриманням правил осадки. Заготовки порівняно невеликого перерізу виправляються натисканням або ударами по опуклій стороні (рисунок 5,а). Складніше виправити вигин при осадці заготовки великого перетину. З цією метою наносяться удари по частині торцевої поверхні, що прилягає до вигнутої сторони (рисунок 5, б). чим раніше помічений вигин, тим легше його виправити. Якщо вигин своєчасно не усунути, то продовження осадки може привести до утворення затискачів (складок), що є вельми серйозним дефектом.

Неточні удари при ручному куванні, нерівномірний прогрів, нерівні торці - все це сприяє викривленню заготовки при осадці.

Рисунок 5.Виправлення вигину при осадці.

Якщо злиток або прокатана заготовка мають дефекти у вигляді поздовжніх тріщин, волосовин або полон, то при осадці вони розкриваються. Тому осадка в той же час є операцією, що дозволяє контролювати якість вихідного металу. Іноді тріщини можуть бути викликані самої осадкою. Це трапляється при недостатньому або нерівномірному нагріванні заготовки або при занадто різких ударах.

Контрольні питання.

1.Яку кувальну операцію називають осадкою?

2.Поясніть механізм протікання осадки.

3.Поясніть призначення осадки.

4.Поясніть різницю між повною та місцевою осадкою.

5.Назвіть прийоми осадки.

6.Що таке «романєніє»?

7.З якою метою використовують цвяхарню?

8.Недотримання якого правила викликає вигин заготовки при осадці?

9.Чи контролюють якість вихідного матеріалу при осадці?