Глава XXII

КОВКА (СВОБОДНАЯ)

§ 117. Общие понятия о кузнечно-штамповочном производстве

Кузнечно-штамповочное производство, как было сказано ранее, вклю­чает в себя процессы ковки и штамповки, причем последняя может быть объемной или листовой.

Ковка и штамповка в настоящее время играют огромную роль в тех­нологии машиностроения, приборостроения и в производстве металличе­ских изделий широкого потребления.

Удельный вес кованых и штампованных деталей в современных конструк­циях машин непрерывно растет. Так, например, кованых и штампованных деталей в современном автомобиле до 80%, в паровозе до 60%.

Ковкой и штамповкой получают самые разнообразные по форме и по весу детали, начиная от изделий в несколько граммов и кончая поковками, вес которых измеряется сотнями тонн (200 и даже несколько более).

Кузнечно-штамповочное производство позволяет не только получать изделия требуемой формы, но также значительно улучшать первоначальные свойства исходного материала — его структуру и механические пока­затели. Именно вследствие этого наиболее тяжело нагруженные детали современных машин изготовляют ковкой и штамповкой (например, валы и шатуны двигателей, барабаны котлов высокого давления и т. п.).

Из всех технологических процессов обработки металлов рационально проведенная штамповка дает наименьший расход материала. В качестве примера можно привести следующее.

При изготовлении коленчатого вала весом 17 кг из прутковой заго­товки на металлорежущих станках и из кованой заготовки отход металла в стружку в первом случае составляет 185% чистого веса вала и 80% во вто­ром. Применение штамповки сокращает этот отход до 30°/₀ и уменьшает время обработки почти в 6 раз.

Ковка и особенно штамповка являются более производительными мето­дами производства по сравнению с обработкой снятием стружки.

Так, например, производительность холодноштамповочных автоматов при изготовлении болтов в 5—6 раз выше производительности токарных автоматов того же назначения (отходы при этом снижаются с 45—50 до 11—24%), а внедрение штамповки колец радиально-упорных подшипников позволило освободить 30 токарных автоматов, заменив их двумя штамповоч­ными прессами.

Кузнечно-штамповочное производство непрерывно развивается в напра­влении максимального приближения формы поковки к форме готовой детали. Современные штампованные поковки, как правило, требуют обработки лишь отдельных поверхностей, сопряженных с другими деталями.

Новейшие методы штамповки — калибровка (чеканка), листовая штам­повка — по точности размеров и по качеству поверхности начинают кон­курировать с обработкой снятием стружки и во многих случаях полностью устраняют последнюю.

В соответствии с непрерывно возрастающим значением кузнечно-штамповочной технологии возрастает и роль ковочно-штамповочного оборудо­вания.

Состав металлообрабатывающего оборудования изменяется в сторону повышения удельного веса ковочно-штамповочных машин и снижения удельного веса металлорежущих станков. В связи с этим на одно из первых мест выдвигается кузнечно-прессовое машиностроение.

Кузнечное производство является одним из древнейших способов по­лучения металлических изделий. Исторические источники свидетельствуют о том, что кузнечную обработку применяли на территории России уже с конца III тысячелетия до нашей эры.

В XI в., когда англосаксы еще применяли как боевое оружие каменные топоры, русские воины защищали свои рубежи от врагов железным оружием, изготовленным русскими железодельцами и ковачами. Русские металлические изделия находили сбыт и за рубежом. Они были известны в Болгарии, Скандинавии, в Крыму, Чехии, Польше, Прибалтике. Во времена Петра I был создан ряд заводов, в частности новый Тульский завод (1712 г.),-где работали первые русские машиностроители — кузнец Марк Васильевич Сидоров и изобретатель Яков Батищев, а впоследствии (1800 г.) оружейник Василий Антонович Пастухов, первый применивший в России процесс горячей штамповки железа.

До Великой Октябрьской социалистической революции кузнечно-штамповочное производство в России было крайне отсталым. Мощный подъем его стал возможен только с установлением советской власти, взявшей курс на индустриализацию страны.

Во время первых пятилеток кузнечно-штамповочное производство стало одним из ведущих в машиностроении. Появились мощные первоклассные кузницы свободной ковки — Уралмаш, Ново-Краматорский завод и др. и образцовые штамповочные кузницы — СТЗ, ЗИЛ, ГАЗ, ЧТЗ и многие другие.

Парк кузнечнопрессового оборудования" вырос по сравнению с доре­волюционным по количеству единиц оборудования более чем в 20 раз. Русские ученые содействовали развитию практики и теории кузнечно-штамповочного производства.

Создателем первого капитального труда по технологии обработки метал­лов давлением был проф. А. П. Гавриленко, который не только система­тизировал и научно обработал известный ему из практики и литературы материал, но дал новые трактовки ряду вопросов и оригинальные расчеты, не потерявшие в значительной части свою актуальность и в настоящее время. Проф. К. Ф. Грачев во всей широте поставил и осветил вопрос о влиянии технологических процессов ковки на качество получаемых изде­лий на базе данных современного металловедения.

Русские ученые явились создателями современной теории обработки металлов давлением (Д. К. Чернов, С. И. Губкин и др.) и теории кузнеч­ных машин (И. А. Тиме, Я. Н. Маркович, А. И. Зимин, и др.).