4. Выбор режимов нагрева и технологического оборудования для нагрева детали

Нагревают поковки в различных нагревательных устройствах. Простейшим из них, применяемым с давних пор, является кузнечный горн, горн бывает различных конструкций (переносные и стационарные), открытого и закрытого типа. Для художественной ковки наиболее приемлемы горны открытого типа (рисунок 4.1). Они просты в обслуживании и позволяют нагревать поковки любой длины.

Рисунок 4.1 — Схема горна открытого типа

Горн открытого типа из кирпича состоит из кирпичной кладки 6, выполненной в виде стола с горновым гнездом 4 для разведения огня. Воздух к горновому гнезду подается от вентилятора через сопло 1. Над очагом горна установлен зонт 3, соединенный с дымоходом 2. В столе горна имеется углубление 5 для установки бака с водой, в котором охлаждают инструмент и используют для закалки мелких поковок. В арке 7 горна можно хранить не находящийся в постоянном пользовании различный инструмент [2].

Начинать и заканчивать ковку следует при строго определенных температурах, свойственных каждой марке стали; весь период от начальной температуры ковки до конечной называется температурным интервалом или периодом ковки.

Температурный интервал стали Ст3 при котором можно осуществлять ковку от 1200 до 850 оС.

5. Разработка технологических переходов и выбор технологической оснастки для изготовления отдельных элементов

При изготовлении кованного оконного ограждения необходимо пройти через следующие операции:

• отрубка;

• ковка;

• гибка;

• ручная дуговая сварка;

• шлифование;

• нанесение покрытия.

Каждый технологический переход требует подбора определенной технологической оснастки. Основной опорой, на которой производят ковку, является наковальня. Наковальни разделяются на безрогие, однорогие, двурогие. Масса наковальни колеблется от 150 до 350 кг. Наибольшее распространение получили двурогие наковальни массой до 200 кг.

Современные наковальни изготавливаются из инструментальной стали методом литья. Самая удобная в работе - двурогая наковальня (рисунок 5.1). Верхняя горизонтальная площадка называется лицом, на ней выполняются все основные кузнечные операции.

С левой стороны находится хвост, который представляет собой прямоугольную пирамиду и предназначен для гибки и правки прямоугольных замкнутых заготовок. В хвосте наковальни имеется квадратное отверстие размером 30х30 мм или 35х35 мм, предназначенное для установки подкладного инструмента, гибочных вилок и других приспособлений. На лице около конического рога расположено круглое отверстие диаметром 12-16 мм, которое используется для гибки круглых прутков. В нижней части наковальни имеются четыре лапы, за которые она крепится скобами к чурбаку или металлической подставке [3].

Рисунок 5.1 — Двурогая наковальня:

1 — лицо наковальни; 2 — рог; 3 — квадратный хвост; 4 — квадратное отверстие; 5 — круглое отверстие; 6 — лапы.

Для последующей гибки изделия необходимо воспользоваться гидравлическим прессом (рисунок 5.2). Гидравлический пресс — это машина для обработки материалов давлением, приводимая в действие жидкостью, находящейся под высоким давлением. Впервые эти прессы были применены в конце 18 — начале 19 вв. для пакетирования сена, выдавливания виноградного сока, отжима масла и т.п. С середины 19 в. они широко используется в металлообработке для ковки слитков, листовой штамповки, гибки и правки, объёмной штамповки, выдавливания труб и профилей, пакетирования и др. Гидравлические прессы нашли распространение также в производстве пластмассовых и резиновых изделий, древесностружечных плит, фанеры, текстолита и др. Они применяются при синтезе новых материалов (например, искусственных алмазов).

Действие гидравлического пресса основано на законе Паскаля. Усилие возникает на поршне рабочего цилиндра, в который под высоким давлением поступает жидкость (вода или масло). Поршень связан с рабочим инструментом.

         Давление рабочей жидкости для большинства гидравлических прессов составляет 20—32 Мн/м2 (200—320 кгс/см2), достигая в отдельных случаях (для синтеза алмазов) 450 Мн/м2 (4500 кгс/см2). Стоимость обработки металла на таких прессах ниже, чем при обработке на молотах, а кпд выше. Они не требует тяжёлого фундамента и не производит больших сотрясений и шума, что неизбежно при работе молота [4].

Рисунок 5.2 — Схема гидравлического пресса:

1 — рабочий цилиндр; 2 — плунжер (поршень); 3 — станина; 4 — подвижная поперечина; 5 — инструмент (штамп); 6 — цилиндр обратного хода; 7 — клапаны управления; 8 — насос; 9 — сливной бак; 10 — воздухо-гидравлический аккумулятор; 11 — наполнительный бак.