§ 95. ГОРИЗОНТАЛЬНО-КОВОЧНЫЕ МАШИНЫ И РАБОТА НА НИХ

Горизонтально-ковочные машины в настоящее время чаще применяются для горячей штамповки в закрытых штампах и реже — в открытых штампах. Штамповка на горизонтально-ковочных машинах состоит главным образом в высадке металла. Штамповка на ковочных машинах по сравнению со штамповкой на молотах и прессах имеет следующие преимущества:

1) качество металла при штамповке на ковочной машине выше, чем при штамповке под молотами или прессами;
2) при штамповке на ковочной машине почти не получается заусенцев, тогда как при штамповке под молотами отходы с заусенцами составляют от 10 до 75 и даже до 200% от веса готового изделия;
3) производительность ковочных машин выше, а эксплуатационные расходы ниже, чем при штамповке на молотах;
4) при штамповке на ковочных машинах не требуется тех уклонов, без которых невозможна штамповка под молотами, благодаря чему создаётся возможность экономить металл и снижать затраты на механическую обработку;

5) при штамповке на молоте деталей, имеющих сквозные или глухие отверстия (типа шестерён), они часто изготовляются без отверстий или получаются с большими уклонами, что вызывает дополнительную операцию просечки или прошивки; при штамповке на ковочной машине отверстия получаются более точными, поэтому дополнительные операции исключаются (фиг. 280).

Схема процесса высадки на ковочных машинах представлена на фиг. 281. Предположим, что на конце заготовки 1 нужно высадить головку 2 (фиг. 281, а). Для этого берётся пруток круглого сечения; его конец нагревается, и этим концом пруток закладывается в матрицу 3, 4 до упора 6 (фиг. 281, б). Матрица состоит из двух половин, 3 и 4; одна из них — 4 закреплена неподвижно, вторая — 3 подвижная. Таким образом, в отличие от молотов и прессов в ковочных машинах имеются две подвижные части инструмента — одна половина матрицы и пуансон 5; движения матрицы и пуансона взаимно связаны. После закладки прутка в матрицу (фиг. 281, б) матрица 3 начинает двигаться влево и плотно прижимать конец прутка 1 к неподвижной половине матрицы 4; в это время автоматический упор 6 отходит (фиг. 281, в). Затем на выступающий конец заготовки начинает давить и высаживать его пуансон 5; металл заполняет полость матрицы (фиг. 281, г). После высадки головки пуансон 5 и матрица 3 возвращаются назад, и готовая поковка освобождается из матрицы (фиг. 281, д).

Высадка также может производиться в открытой выработке (фиг. 282), но этот способ применяется редко, так как деталь будет иметь нечёткие края. Кроме высадки, которая является основной операцией, на ковочных машинах можно прошивать отверстия, производить гибку, просечку отверстий, резку и пережим, а также обрезку заусенцев.

Схема работы горизонтально-ковочной машины. Ковочные машины делятся на горизонтальные и вертикальные. Наиболее распространены горизонтально-ковочные машины (фиг. 283). Горизонтально-ковочные машины изготовляются для высадки прутков диаметром от 20 до 225 мм с максимальным давлением при деформации металла от 50 до 3000 т.

Кинематическая схема работы горизонтально-ковочной машины (фиг. 284): электродвигатель 1 приводит в движение маховик 2, насаженный на передаточный вал 4. Этот вал приводит в движение через систему шестерён коленчатый вал 5, соединённый посредством шатуна 16 с ползуном 6. В ползуне 6 закреплён патрон (пуансонодержатель) 13, в который вставляется пуансон 12. Посредством рычагов 17 и с помощью эксцентриков 7 боковой ползун 8 приводит в движение боковую щеку 9, в которой укрепляется подвижная половина матрицы 11. Вторая половина матрицы 10 закреплена в неподвижной щеке 18. Движения ползуна 6 и боковой щеки 9 отрегулированы таким образом, что сначала штампуемый пруток, установленный по упору 14, зажимается щеками 9 и 18, а затем уже нажимается пуансон. При обратном ходе пуансон выйдет из матрицы, и боковые щеки освободят пруток.

При работе на горизонтально-ковочной машине необходимо соблюдать следующие правила:

1. Перед началом работы следует убедиться в исправности всех частей машины, проверить крепление матрицы, пуансона и состояние их. Машину нужно пустить вхолостую, и только после того, как все механизмы работают исправно, можно начать работать.
2. Перед началом работы необходимо проверить, соответствует ли диаметр ручья матрицы диаметру прутка. Если диаметр ручья матрицы больше диаметра прутка, то пуансон с силой вытолкнет пруток из матрицы.
3. Перед подачей прутка в матрицу нужно очистить нагретую его часть от окалины.
4. При подаче прутка в матрицу до упора необходимо следить, чтобы он не был перекошен.
5. Особенно внимательно нужно относиться к подаче остатка прутка для штамповки последней поковки; в этом случае нужно следить, чтобы клещи или патрон не попали в матрицу.
6. При работе нельзя держать руки в пространстве между матрицами.
7. Во время работы необходимо защищать глаза от окалины предохранительными очками.
8. Нельзя штамповать металл, остывший до температуры 850° С.
9. Смазывать машину (если она не оборудована автоматической смазкой) должен специально выделенный и проинструктированный рабочий.

Примеры штамповки на горизонтально-ковочных машинах. На горизонтально-ковочной машине можно высаживать головки разной формы и утолщения на прутках и полосах, производить гибку, прошивать отверстия, высаживать фланцы на изделиях, прутках, трубах и т. п. Образцы изделий, которые можно штамповать на горизонтально-ковочной машине, приведены на фиг. 285.

На фиг. 286 дан пример штамповки гайки на ковочной машине 2''. Гайка штампуется из прутка диаметром 22 мм; на каждую гайку требуется пруток длиной 137 мм; из одной заготовки штампуется 17 гаек. Штамповка производится за четыре перехода: первый — высадка прутка на длину 112 мм (фиг. 286, б); второй — высадка прутка на длину 76 мм (фиг. 286, в); третий — оформление гайки (фиг. 286, г); четвёртый — прошивка отверстия и обрезка заусенца (фиг. 286, д).

На фиг. 287 показан технологический процесс штамповки вала-шестерни на горизонтально-ковочной машине 4''. Вес поковки 15 кг, заготовки 15,1 кг. Материал — сталь марки Ст. 40. Шестерня штампуется за три перехода. Технологией предусмотрены следующие операции:

1) приёмка металла по наружному осмотру, обмеру и сертификату;
2) резка заготовки в холодном состоянии (фиг. 287, б);
3) высадка за три перехода: первый (фиг. 287, в), второй (фиг. 287, г), третий (фиг. 287, д);
4) клеймение;
5) приёмка детали по наружному осмотру и обмеру.

На фиг. 288 приведён технологический процесс штамповки гайки М30×3,5 мм на ковочной машине 4''. Гайка штампуется за четыре перехода с одного нагрева (фиг. 288, б, в, г, д). Для выполнения операций применяются инструменты: метр, кронциркуль, ножи, высадочный штамп, клеймо, молоток. Температурный интервал для 3-й операции 1200–900°.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ

1. Какие преимущества имеет штамповка перед свободной ковкой?
2. Чем отличаются штамповочные молоты от ковочных?
3. Какие типы штамповочных молотов вам известны?
4. Как работает эксцентриковый пресс?
5. Как работает фрикционный пресс?
6. Как работает кривошипный пресс?
7. Какие преимущества имеет кривошипный пресс перед штамповочным молотом?
8. Можно ли производить штамповку в закрытых штампах на штамповочных молотах?
9. Можно ли штамповать заготовку в открытых штампах на штамповочных прессах?
10. Почему при штамповке в открытых штампах получается заусенец?
11. Какие заготовительные ручьи применяются при штамповке и для каких операций?
12. На каких машинах удаляются заусенцы?
13. Какие способы резки заготовок для штамповки вы знаете?
14. Можно ли резать ножницами легированную сталь в холодном состоянии?
15. Как работает электромеханическая пила?
16. Как производится ломка заготовок с помощью холоднолома?
17. Как изготовлять штампы?
18. Что такое штамп со вставленным блоком и какими он обладает преимуществами по сравнению с обычным штампом?
19. Какие основные правила должен выполнять штамповщик, чтобы сохранить штамп и продлить срок его службы?
20. Какие правила техники безопасности необходимо выполнять, работая на штамповочном молоте?
21. Какие правила техники безопасности должны выполняться при работе на штамповочных приводных прессах?
22. Какие способы горячей штамповки вам известны?
23. Из каких основных операций состоит технологический процесс горячей штамповки?
24. В каких печах нагреваются заготовки перед штамповкой?
25. Какие способы электронагрева заготовок применяются перед штамповкой?
26. Как определить объём металла, необходимого для изготовления изделия при штамповке в открытых штампах?
27. Что такое штамповочный уклон и для чего он делается?
28. Какие основные преимущества имеет штамповка на горизонтально-ковочной машине перед штамповкой на молотах и прессах?
29. Расскажите о процессе высадки прутка на горизонтально-ковочной машине.
30. Какие кузнечные операции можно вести на горизонтально-ковочной машине?
31. Расскажите по фиг. 284, как работает горизонтально-ковочная машина.
32. Какие основные правила техники безопасности необходимо выполнять при работе на горизонтально-ковочной машине?