2.2. Установление режима нагрева под ковку
Как известно пластичность металлов повышается с ростом температуры. Поэтому перед ковкой заготовку предварительно нагревают в печи до заданной температуры. При разработке технологии нагрева заготовок перед ковкой решаются следующие задачи:
- определение температурного интервала обработки;
- определение скорости нагрева;
- выбор нагревательного устройства;
- определение времени нагрева.
Температурный интервал ковки зависит от химического состава материала. На практике пользуются табличными данными (табл. 3).
Время нагрева в пламенной печи – для заготовок из проката диаметром
100 – 300 мм определяют по эмпирической формуле инженера Н.Н. Доброхотова
= D3/2 , ч
Здесь, d- диаметр заготовки, м; - коэффициент, учитывающий теплопроводность и способ укладки заготовок,
= 12,5.
2.3. Выбор параметров технологического режима кузнечных операций и ковочного оборудования
В процессе изготовления поковок для деталей, предложенных в задании, используется операция осадки. Осадкой называют формоизменяющую операцию, в процессе которой производится уменьшение высоты заготовки при увеличении площади ее поперечного сечения (рис. 3)
.
Рис. 3.Осадка
1- основание, 2-боек, 3- заготовка, 4-поковка.
При этом осадка может производиться на молоте или прессе. В первом случае процесс ОМД происходит за счет кинетической энергии деформирующих частей молота, во втором гидравлического давления, развиваемого прессом. Основное отличие это существенная разница в скорости деформирования. Процесс происходит следующим образом. Нагретую до определенной температуры заготовку помещают между бойком и основанием. Во избежание изгиба заготовки при осадке отношение высоты заготовки к ее диаметру не должно превышать 2,5.
При выборе операции осадки ковкой на прессе определяют необходимое усилие. При выборе операции осадки ковкой на молоте определяют работу пластической деформации, отсюда находят кинетическую энергию и массу рабочих частей молота.
Усилие при осадке определяется как произведение площади поперечного сечения на среднее давление при осадке. Для заготовки цилиндрического вида среднее давление можно приближенно подсчитать по формуле
где
-временное сопротивление материала
заготовки при заданной температуре
ковки,
-
коэффициент, учитывающий влияние
скорости деформации при ковке,
-
диаметр и высота заготовки.
Таким образом
При ковке с помощью молота определяется энергию удара. Для этого рассчитывают работу деформации по формуле
где
Рср - среднее значение давления при
осадке, Н/м2;
- объем заготовки ,
- относительная деформация . Относительная
деформация равна
где Нзаг и Н - исходная и конечная высота заготовки соответственно.
Подбор ковочного молота производится по массе падающих частей. Массу падающих частей молота определяют по кинетической энергии удара.
Так как энергия удара молота используется на деформацию не полностью, то в расчете следует принять во внимание КПД удара = 0,8. Тогда энергия удара определится из соотношения
Где
-скорость
падающей части молота в момент удара,
а
-масса
молота
Определив массу падающих частей молота осуществляем подбор пневматического или паровоздушного молота ( Табл. 5 и 6.)