Процесс художественной ковки

Технология — это наука о различных способах обработки или переработки сырья, полуфабрикатов, изделий.

Технологический процесс ковки — совокупность операций, производимых в процессе ковки. Отковать одну и ту же деталь можно многими способами. При разработке технологического процесса выбирают наиболее рациональные пути, которые обе­спечивают лучшее качество поковки, дают минимальную затра ту труда и снижают расход металла.

Основным документом на изготовление поковки является кар та технологического процесса (технологическая карта). В усло виях завода технологическая карта составляется на каждую де таль. Для сельской кузницы достаточно наличие типовых техно логических карт на группы деталей (заготовок).

В технологической карте должно быть указано следующее:

чертеж детали и чертеж поковки, или чертеж поковки с на несенными контурами чертежа детали; марка стали, из которой должна быть изготовлена деталь; размер и вес заготовки для поковки; оборудование и инструмент; время и температура на¹-грева заготовки перед ковкой (температура начала ковки); тем пература конца ковки; последовательность операций; операцион ные эскизы и соответствующие объяснения; время на изготов ление поковки (норма времени).

§ 21. ЧЕРТЕЖ ПОКОВКИ

Чертеж поковки составляется на основании чертежа детали. На рис. 66 изображен чертеж шестерни 61203А коробки перемены передач самоходного комбайна СК-4. Шестерня механически обрабатывается со всех сторон, следовательно, поковка этой де тали должна быть со всех сторон больше детали, т. е. иметь npn^L пуск.

Поковка отличается от чистовой детали наличием припусков на тех поверхностях, которые подлежат механической обработке.

 Припуском называется увеличение размеров поковки, обес печивающее получение годной детали при минимальной механи ческой обработке. Величина припуска дается с учетом возмож ных неточностей и дефек тов поковки

Поковка не может быть изготовлена идеаль но точно, как указано на чертеже. Точность изго товления ее зависит от применяемого инстру мента, квалификации куз неца и многих других при чин.

Поэтому на чертеже поковки ставится не толь ко размер с припуском

(номинальный размер), но и допуск.

Допуском называется величина максимально допустимого отклонения от номинального размера в большую (плюсовый до пуск) и меньшую (минусовый допуск) сторону.

На чертеже поковки проставляют все размеры с указанием

 плюсового и минусового зан ^1 W - * .Его следу-

так: размер номинальный 100 мм, плюсовый допуск

3 мм, минусовый допуск

4 мм, чистовой размер де тали (в скобках) 88 мм. Следовательно, размер поковки может быть вы полнен в пределах 96— 103 мм.

Припуски и допуски определяют по таблицам в соответствии с ГОСТ 7829—55 и ГОСТ 7505—55. В случае сложной конфигура ции детали форму поковки иногда упрощают. Например, шестер ня 61203А имеет две канавки А и Б, сделать которые при ковке очень сложно. Поэтому их в поковке не делают, а предусматри вают некоторый излишек металла, называемый напуском, чтобы выполнить их механической обработкой.

На рис. 67 дан чертеж поковки шестерни 61203А. Штрих-пунктирной линией условно показан контур чистовой детали, а в скобках — контурные размеры детали после механической об работки.

§ 22. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСА И РАЗМЕРОВ ЗАГОТОВКИ

Вес заготовки определяют, умножая ее объем на удельный вес материала, из которого она изготовлена. К полученному ве су добавляют определенный процент на угар и обрубку. Уг.ар составляет 2—5% веса заготовки. Вес обрубок, обсечек и выдр зависит от размеров и конфигурации поковки, а также от техно логии ковки. Значит, прежде всего нужно вычислить объем за-ютовки. Если она имеет сложный профиль, ее разбивают на простые части, каждая из которых должна представлять простую фигуру (цилиндр, конус и т. п.). Вычисляют объем каждой части и суммируют:

v _3 ar = v ₁ + v ₂ + v ₃ +... ,

где У_заг — объем заготовки; Vi , V ₂ , V ₃ — объемы отдельных простых частей. Теперь можно определить теоретический вес заготовки

где Р_т — теоретический вес заготовки; 7 —удельный вес металла. Но практически вес заготовки всегда должен быть больше.

Рзаг Рт ~Ь Руг ~Т~ Роб'

где Р_заг—вес заготовки;

Руг — вес металла на угар;

Роб — вес металла на обсечки и обрубки. Определив вес заготовки (Р₃аг), приступают к выбору ее про филя. Размер профиля заготовки выбирают, учитывая форму по ковки. Если поковка куется путем осадки, длина заготовки не должна быть больше 2—2,5 ее диаметров, так как иначе получит ся изгиб и заготовка будет испорчена.

Рассмотрим это на примере поковки шестерни 61203А. Объем поковки состоит из объема (см. рис. 67) цилиндра Vi и объема усеченного конуса V ₂ .

v _3 ar = v_x + v ₂ .

Размеры для вычислений объемов берутся по максимальному положительному допуску:

У_заг = 165,1 X 3,2 см* + ~ X 3,14 X 4,36 (4,1² + 4,5 X

X 4,1 + 4,5²) см^ъ = 782 см^%.

Определяем теоретический вес заготовки:

Р_т = 775 X 7,85^6138 г^6,1 кг.

На угар и другие отходы в данном случае берем 3%:

Р_уг = 6,1 X 0,03 = 0 ,18 = s 0,2 кг.

Откуда

Р_заг = Р_т + Р_ут = 6,1 + 0,2 = 6,3 кг.

Профиль заготовки выбираем таким, чтобы длина заготовки была в пределах 1,5—2,5 диаметра ее. Наиболее удобной будет заготовка диаметром 80 мм (по конфигурации шестерни). Опре¹-деляем длину заготовки:

I - ^Узаг _ 6 ,3X1000 с д

^заг ~ ^_Заг ~ 7,85 X 50 ^— io '° ^LM '

где L _3 ar — длина заготовки, см;

Faa . r — площадь поперечного сечения заготовки, см². Проверяем, соответствует ли длина нашему условию:

L_Mr = (1,54-2,5) d или -^«(1,54-2,5) = -^-^ 1,9.

( d — диаметр заготовки). Следовательно, профиль выбран пра вильно, а длина заготовки диаметром 80 мм равна 15,8 см.

§ 23. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОКОВОК

Поковки деталей современных сельхозмашин, изготовляемые в сельской кузнице, по конструктивной форме можно классифи цировать (разделить) на следующие группы.

1. Шестерни со ступицей, фланцы, фигурные крышки.

2. Рычаги и тяги различных видов.

3. Оси, простые валы, стяжные шпильки.

4. Крюки грузоподъемных механизмов.

5. Вилки различных машин.

6. Венцы звездочек и шестерен.

7. Фасонные поковки из труб для сельскохозяйственных ма шин и инструмента.

8. Пружины разных видов.

Ниже будут приведены чертежи деталей и типовые техноло гические процессы применительно к каждой группе поковок. В одних случаях ковка применяется с использованием ковочных молотов (машин), в других случаях — вручную.

Крышка картера рулевого управления автомашины ГАЗ-51 и комбайна СК-4

По принятой классификации деталь относится к 1-й группе. В технологической карте 1 (см. приложение 1) дан чертеж де тали и заготовки, а также все сведения, необходимые для изго товления поковки. Поковка куется под молотом.

Осадка (высадка) фланца производится с помощью оправки (квадрат с отверстием), которую необходимо изготовить заранее и иметь в кузнице как вспомогательный инструмент. Размеры этой оправки вытекают из размеров поковки.

Рычаг газа самоходного шасси СШ-75

Деталь относится к 2-й группе. В технологической карте 2 (см. приложение 1) приведен комбинированный способ ее изго товления: часть операции выполняют при помощи молота мощ ностью 0,1 Т, а остальные — вручную. При этом требуется про стейший вспомогательный инструмент: подкладка, подкладной штамп, фигурное (по дуге) зубило.

Эту же деталь можно изготовить вручную, выполнив сле дующие операции.

1. Плющение заготовки с одной стороны до толщины 8 мм.

2. Рубка плющеной части вдоль с образованием двух концов.

3. Разводка на угол 82° концов рычага и осадка под головку.

4. Оформление головки рычага.

5. Правка и выглаживание.

Шпилька оттяжная комбайна С-4М

Деталь относится к 3-й группе. Часто детали этой группы не требуют специальных кузнечных работ, кроме рубки на отдель ные штанги, удобные для закрепления в соответствующих ме таллорежущих станках. В данном случае (технологическая кар та 3) интересным является способ образования кольцевых вы ступов диаметром 14 мм. Для этой цели применяют втулку и приспособление для зажима. Прижать заготовку можно также кувалдой или на молоте. Правильное расположение выступов обеспечивается упором.

Крюк стогометателя СНУ -0 ,5

Эта деталь относится к 4-й группе и выполняется по техно логической карте 4 (см. приложение 1) при помощи пневматиче ского молота 0,1 Г и простейшего вспомогательного инструмента (обжимка, оправка и подкладной штамп). Необходимо иметь в виду, что крюк грузоподъемного механизма является весьма от ветственной деталью, поэтому он должен изготовляться особенно тщательно и соответствовать требованиям ГОСТ 2105—64.

Вилка моста ведущих колес комбайна СК-4

Вилка комбайна относится к 5-й группе. Изготовление ее по^ казано в технологической карте 5 (см. приложение 1). Учиты вая, что расстояние между щечками (паз) вилки равно 14 мм и может быть в условиях мастерской выполнено механической

Рис. 68 Последовательность операций при ковке вил ки 60992 с изготовлением паза

обработкой (фрезерованием), в чертеже поковки этот размер дан с напуском. В операциях 1 и 3 применен молот 0,1 Т. Одна ко эти же операции легко осуществить вручную на наковальне с применением гладилок и круглой обжимки.

Если в мастерской нет фрезерного станка, паз можно выпол нить ковкой, тогда поковку с пазом изготовляют путем следую щих операций.

1. Протяжка на прямоугольник 30X20 мм (рис. 68, а).

2. Подсечка головки (рис 68, б).

3. Оттяжка хвостовика на диаметр 22 мм и калибровка об-
жимкой (рис. 68, в).

4. Разрубка развилины на головке (рис. 69, г).

5. Отгибка и оттяжка сторон развилины и отрубка фасон ным зубилом по закруглению радиусом 15 мм (рис. 68, д).

6. Гибка на оправке развилины (рис. 68, е).

7. Правка и доводка до чертежных размеров.

Звездочка жатки

В технологической карте 6 (см. приложение 1) рассматри вается пример изготовления поковки звездочки жатки — детали 6 -й группы.

Звездочку изготовляют прн помощи пневматического моло та 0,1 Г и простейшего вспомогательного инструмента (подклад ное кольцо, прошивень, приспособление для раскатки). Устрой ство этих приспособлений понятно из приведенных в карте эски зов. Работу по тем же операциям можно выполнить вручную на наковальне, но с большей затратой времени и сил. В этом слу чае операции 4 и 6 выполняют на роге наковальни.

Ключ торцевой

Типичной для 7 -й группы является поковка торцевого ключа (технологическая карта 7). Все размеры ключа, кроме торце вых плоскостей, исполняются в поковке. Если торцы негде меха нически обработать, то эти поверхности могут быть выполнены ковкой.

В качестве вспомогательного инструмента применяют оправ ки по рабочим размерам ключа — квадрат 10x10 мм и шести гранник 17 мм. Оправки желательно изготовить путем механи ческой обработки. Менее точно это можно выполнить и в куз нице.

Концы ключа на длине 20—30 мм от края закаливают. Для этого их поочередно нагревают до температуры 840—860° С, вы держивают при этой температуре 4—5 мин и охлаждают в воде После закалки производят отпуск при температуре 350—380° С в течение получаса. Твердость закаленной части ключа HRC 38—45.

Пружина

В качестве примера взята пружина полугусеничного само ходного комбайна СКП -4. Ее изготовляют из стали 65 диаметром 14 мм В технологической карте 8 (см. приложение 1) показан

расчет заготовки пружины и порядок операций при изготовле нии ее ручным способом.

Для навивки пружины пруток одним концом заводят в за цеп на оправке, затем на оправку надевают крючок отогнутым выступом вниз. Кузнец вращает крючок и пруток сворачивается в пружину (на оправке). Затем ее нагревают до 820—830°С с вы держкой 15—20 мин и охлаждают в масле. Отпускают при тем¹-пературе 390—410° С в течение 40—50 мин так, чтобы твердость ее была HRC 40—45. Потом проводят трехкратное обжатие вит ков для проверки качества пружины. После обжатия пружина не должна иметь заметной остаточной деформации и трещин.

Иногда пружины изготовляют из стали 60С2. В этом случае термообработку осуществляют по следующему режиму.

Нагревают пружину до температуры 860—880° С и закали вают в масле. Отпускают при температуре 450—480° С. Твер дость после термообработки должна быть HRC 40—45.

Контрольные вопросы

1. Что является основным документом на изготовление поковки?

2. Что должно быть указано в технологической карте? 3 Чем отличается чертеж поковки от чертежа детали'

4. Что такое припуск и напуск'

5. Что называется допуском и как он обозначается на чертеже поковки?

6. Как определяется вес и размеры заготовок'

Глава VII

ТИПОВЫЕ СЕЛЬСКИЕ РЕМОНТНЫЕ МАСТЕРСКИЕ

Техническое обслуживание и ремонт сельскохозяйственной техники проводят ремонтные предприятия и мастерские.

На рис. 69 дана принципиальная схема организации ремонт ной сети в сельском хозяйстве. Из схемы видно, что в каждом совхозе или колхозе имеется мастерская с несколькими пункта ми технического обслуживания в отде лениях совхозов или в бригадах кол хозов.

 Мастерские должны строиться толь ко по типовым пооектам, например 15-119-Ц, 16-119-Ц, 16-135-2 или 16-134-2. Проект мастерской 15-119-Ц рассчитан на ремонт 80 тракторов, 30 комбайнов, 120 автомобилей и сель­скохозяйственных машин в год

 В мастерской по проекту 16-134-2 можно в год отремонтировать 25— 30 тракторов, 12 комбайнов, 20 авто мобилей, 130—150 сельскохозяйствен ных машин.

Рассмотрим устройство мастерской проекта 16-134-2. На рис. 70 дана пла нировка мастерской, а в табл. 15—ее технологическое оборудование. По проекту мастерская должна распола гаться в кирпичном здании общей площадью 244,32 м². Состоит

она из семи отделений, м²:

Слесарно-механический участок .......................... 22

Помещение для технических уходов ................... .... 139

Кузница ................................................................... .... 27,4

Кладовая ............................................................. .... 13,5

Сварочная .............................................................. 7,0

Бытовые помещения ............................................. 16,2

Котельная ............................. " ............................... .... 19,22

 
 Уело иные обозначения: Шквт

Потребитш электроэнергии.

Мести скшЗиройания громоздких грузом

Подвод холодной Води

Сток 3 канализацию

Габарит трактора Габарит комбайна.

ODD DDD DDD

DOD ODD DDD

DDD DDD DDD

DDD DDD DDD

Ш ЕШ

Кузница устроена в шестиметровом пролете здания, в ней устанавливают горн на два огня, тиски стуловые, наковальню,

 ларь для кузнечного инстру мента, ящик для угля, зака лочный бак, ящик для пес ка. Над горном расположен вытяжной зонт, а в стене сделан осевой вентилятор.

На рис 71 показаны фа сады здания мастерской.

Широко распространены в нашей стране ремонтные мастерские, построенные по проекту 1662 Гипросельхоза На рис. 72 изображена пла нировка кузнечно-термиче-ского участка этой мастер ской. Технические характе ристики оборудования при ведены в табл. 16.

На рис. 73 дан общий вид кузнечной части участ ка (без печи). Кузнечно-тер-мический участок может счи таться типовым, так как в разных проектах ремонтных предприя тий используется такое же оборудование и примерно такая же схема его расположения.

Рис 73. Внутренний вид кузнечной мастерской

В последнее время в сельских кузницах устанавливают, кро ме пневматических ковочных молотов, фрикционные и эксцен триковые прессы.