Четырёхбойковое ковочное устройство

Четырёхбойковое ковочное устройство — ковочный инструмент, предназначенный для получения поковок с удлинённой осью методом четырёхсторонней 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 править

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 четырём править

Вторая половина XIX века была ознаменована появлением гидравлических ковочных прессов, которые стали постепенно вытеснять молоты 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 удлинённой 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 1980—1990-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 удлинённой 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 четырёхбойковое ковочное устройство вышеописанной конструкции, разработанное украинскими и российскими учеными. На сегодняшний день четырёхбойковые ковочные устройства отечественного производства не имеют аналогов в мире. Они успешно работают на промышленных предприятиях в России, на Украине, в Испании и Китае.

Преимущества ковки в четырёхбойковом ковочном устройстве править

Использование четырёхбойковых 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 надёжность четырёхбойкового ковочного устройства, подтверждённая многолетним опытом промышленной эксплуатации.

Примечания править

↑ Охрименко Я. М. Технология кузнечно-штамповочного производства : учебник для вузов. — М.: Машиностроение, 1976. — 560 с.
↑ Тюрин В. А. Теория и процессы ковки слитков на прессах. — М. : Машиностроение, 1979. — 240 с.
↑ 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.
↑ Экспресс-информация. Институт «Черметинформация». — М., 1988. — С. 1—3. — (Сер. Обработка металлов давлением, металловедение и термическая обработка, порошковая металлургия. — Вып. 11).
↑ 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.
↑ Харитонов Л. В., Катков И. С., Рудалёв Н. Ф. Устройство и технология многосторонней ковки на гидравлических ковочных прессах // Кузнечно-штамповочное производство. — 1989. — № 6. — С. 3—4.
↑ Лыткин И. Н., Мишулин А. А., Шляхин Н. П., Агахи К. Г. Формоизменение заготовки и выбор пресса при протяжке в четырёхбойковом инструменте // Кузнечно-штамповочное производство. — 1988. — № 3. — С. 5—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
↑ ¹ ² ³ Володин А. М., Лазоркин В. А., Богдановский А. С. Радиальная ковка слитков в четырёхбойковых ковочных устройствах на гидравлических прессах — основа для создания новых автоматизированных ковочных комплексов // КШП и ОМД. — 2005. — № 10. — С. 36—39.

Литература править

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.
Володин А. М., Лазоркин В. А. Первые промышленные четырёхбойковые ковочные блоки для ковки сталей и сплавов на гидравлических ковочных прессах // Черные металлы. — 2008, февраль. — С.14—19.
Володин А. М., Лазоркин В. А. О достоинствах технологии ковки слитков на гидравлических ковочных прессах в четырёхбойковых ковочных устройствах // КШП и ОМД. — 2009. — № 11. — С. 17—23.
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.
Лазоркин В. А. Технология четырёхсторонней ковки слитков// Техномир. — 2007. — №6. — С. 8-10.
Gonzalez J. R., David P. F., Cordon J., Llanos J. M. FEM simulation of the new radial forging device process at Sidenor. Proc. 17th IFM 2008, Nov. 3–7 Santander, Spain, p. 237—243.
Lazorkin Victor, Petrov Nikolay. 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.

Ссылки править