Металлообрабатывающие машины: способ действия – ковка, штампование. Машины различаются по характеру движения рабочего устройства, которое зависит от вида обрабатываемого материала. Машины бывают: горизонтально-ковочные, вертикально-ковочные, ротационно-ковочные, ковочные вальцы.
Горизонтально-ковочные машины
Принцип их действия основан на горизонтальном движении рабочего устройства, жестко связанного с кривошипным механизмом. Рычажно-кулачковый механизм осуществляет работу вспомогательных устройств машины.
Вертикально-ковочные машины
Их способ действия основан на вертикальном движении рабочего устройства и не связан жестко с кривошипным механизмом.
Вращение передается ползуну от эксцентрикового колеса через промежуточную деталь – мотыль. Пружины прижимают ползуны к мотылю, под их действием ползуны и совершают рабочий ход. Вертикально-ковочные машины выполняют действия ковки: протяжку, обжимку, обкатку. Применяется нагрев обрабатываемых изделий. Эти машины вырабатывают различные по назначению и размеру изделия: заготовки зубил, ножей, крюков, винтов, топоров.
Ротационно-ковочные машины
Способ их действия основан на вращательном движении рабочего устройства с инструментом, который не связан жестко с кривошипным механизмом. Эти машины выполняют обжимку изделий цилиндрической формы – прутов, труб. Вращение от приводного вала передается ползуну через промежуточную деталь – цилиндрическую обойму. Внутри обоймы находится шпиндель с радиальными пазами снаружи – ролики. В пазах шпинделя расположены ползуны со штампами. Обойма может быть неподвижной, но с вращающимся шпинделем. Или применяется вращающаяся обойма и неподвижный шпиндель. Частота вращения обоймы или шпинделя достигает 500 об/мин.
Ковочные вальцы
Промежуточные машины между кузнечными и прокатными станами.
Они во много раз производительнее кузнечных штамповочных машин. Ковочные вальцы используются для формования изделий без переходов и изменений поперечных сечений: гаечных ключей, ручек, зубьев, лопаток турбин. Принцип действия основан на прохождении заготовки через сменные сектора, укрепленные на вращающихся валках при помощи механизмов, перемещающих материал из одного углубления в другое. Эти углубления находятся на поверхности секторов и предназначены для придания заготовке заданной формы.
Привод от электродвигателя. Машина оборудована регулируемыми упорами, фиксирующими длину изделия. Ковка как способ обработки металла была известна с древности, в IV—III тысячелетии до н. э. Материалом служили железо, медь, серебро, золото. Ковка применялась горячая и холодная. Ковка использовалась для получения различных изделий: инструментов, оружия, орудий сельского хозяйства, деталей, светильников и др. Изделия были различных размеров и форм, часто украшались насечкой, рельефными узорами.
Также широко ковка применялась и в Средние века и до сих пор сохранена как вид народного искусства. Впервые теория ковки была разработана в России в 1868 г. Ученые, работавшие в этой области: П. П. Аносов, Д. К. Чернов. Процесс ковки, как правило, происходит с нагревом металла, для повышения пластичности.
Температура нагрева зависит от структуры материала. Для стали – 800—1100 °С, для алюминия – 420—480 °С. Ковка бывает свободная – без штампов и со штампами. Различие состоит в том, что при штамповании заготовка металла получает форму, ограничивающую его стенками рабочей плоскости. При свободной ручной ковке на заготовку воздействуют молотом.
Машинную ковку осуществляют ковочные машины. На современном производстве в основном применяют ковку в штампах. Свободная ковка используется на малых производствах для изготовления отдельных изделий. Ковка происходит специальными кузнечными инструментами, придающими заготовке металла заданную форму.
Виды ковочных работ: осадка, обкатка, высадка, протяжка, раскатка, прошивка. Современная ковка – это экономичный и эффективный способ, осуществляющийся на ковочно-гидравлических процессах с усилением до 300 Мн (20 000 тс). При обработке тяжелых изделий массой 350 т и более применяют подъемные краны, мостовые или поворотные.
Дальнейшее развитие в использовании ковочных машин направлено на использование новых технологических процессов для формовки особо прочных материалов или сплавов.
