Технологический процесс обжатия

Технологический процесс обжатия разрабатывают, руководствуясь следующими указаниями.

Чертеж поковки выполняют с учетом припусков на последующую обработку, возможных углов перепадов ступеней и степени обжатия материала.

При обработке полых заготовок без оправки следует учитывать, что толщина стенки в процессе обжатия увеличивается пропорционально изменению наружного диаметра.

Размеры исходной заготовки определяют из условий закона постоянства объемов с суммированием расхода металла на угар при нагреве (см. здесь) и отход на подрезку вогнутого торца заготовки (при раздельном способе и диаметре свыше 30 мм отход составляет 0.5—2,5% от объема заготовки при соответственных степенях обжатия  20-80%).

Для горячего обжатия используют горячекатаный прокат. В зависимости от формы изделии и технических условий на них возможно получение заготовки под обжатие также штамповкой, сваркой или механической обработкой. Полые детали, как правило, изготовляют из трубчатых заготовок на оправках и без них (если внутренние размеры и толщина стенок детали не оговорены в чертеже).

При выборе числа переходов и операций исходят из суммарной степени обжатия, определяемой по уравнению (12), и технологических возможностей оборудования. Значения допустимых степенен обжатия за один проход приведены в табл. 14.

Таблица 14. Значение допустимых степеней обжатия за один проход

Изделия типа валов с несколькими перепадами сечения по длине или с удлиненными коническими участками изготоааяют на радиально-обжимных машинах с переменной степенью обжатия.

Обжатие на один размер (калибровка прутков, обработка заготовок с целью улучшения структуры и т. п.), а также раздельное обжатие коротких заготовок целесообразно производить на более простых по конструкции машинах с постоянной степенью обжатия.

Изделия малых размеров (до 20 мм диаметром) экономически выгоднее обрабатывать на ротационно-обжимных машинах.

На вертикальных машинах удаление окалины проще, однако длина обрабатываемых заготовок ограничена (около 1000 мм). Горизонтальные машины позволяют обрабатывать заготовки практически неограниченной  длины.

Горячая обработка на радиально-обжимных машинах ступенчатых изделий по нисходящей ступени в одну сторону от исходного диаметра является наиболее отработанным процессом. Если требуемая степень обжатия не превышает qдоп, то вся обработка осуществляется за один проход, если превышает, то последовательно на очередной диаметр с возвращением заготовки после каждого прохода в исходное положение. Обжатие с двух сторон производится с поворотом и перестановкой заготовки в зажимном патроне подающего устройства в такой же последовательности, как и одностороннее.  Возможен дополнительный нагрев второй половины заготовки.

Индукционные нагреватели можно встроить в зону механизма обжатия. При нагреве полых заготовок необходимо избегать образования окалины, так как последняя, находясь на внутренней поверхности, при обжатии на оправке внедряется в металл. Образование окалины на внешней поверхности влияет на качество поверхности значительно меньше. Конечная температура нагрева стальных заготовок может быть снижена по сравнению с принятой ковочной на 100—150° С. Для обработки прутков диаметром около 25 мм, у которых зажатые в зажимном патроне концы могут быстро охладиться, применяют радиально-обжимные машины без подающих устройств.

Типовые поковки, полученные на радиально-обжимных машинах, приведены на рис. 14. Рис. 14. Типовые поковки, получаемые на радиально-обжимных машинах Механизация и автоматизация процесса обжатия осуществляется посредством устройств, подающих заготовку в зону обжатия, систем управления движениями заготовки и бойков и механизмов подачи заготовок и съема поковок.   При незначительном обжатии малых изделий  в мелкосерийном производстве машины оборудуют ручным управлением и применяют ручной привод реечного, винтового типа или пневматический. В серийном производстве, а также для обработки изделий относительно больших размеров, когда осевые усилия принимают значительную величину, широкое применение находят механические, гидравлические и пневмогидравлические подачи.

Подающие устройства обеспечивают жесткую или гибкую связь заготовки с механизмом обжатия. Жесткое закрепление применяют при углах сза-ходного» конуса tg α/2>μ, гибкую — при tg α/2<μ когда не ожидается отжим заготовки.

Радиально-обжимные машины имеют программное управление, синхронизирующее работу механизма обжатия, подачу и нагрев заготовок.

В некоторых типах вертикальных радиально-обжимных машин применена электронная система управления и поковка обрабатывается по чертежу.

Горизонтальные машины оборудуют устройствами для автоматической загрузки и разгрузки заготовок.

Сравнительные данные, характеризующие производительность обжимных машин, представлены в табл. 15.

Таблица 15. Характеристика производительности ротационно- и радиально-обжимных машин