Кування

КУВА́ННЯ  — один із видів оброблення металів тиском, який ґрунтується на здатності металів пластично деформуватися — змінювати форму, не руйнуючись, під дією зовнішніх сил. К. піддають метали та сплави, що мають досить високу пластичність і низький опір деформації. Під час К. здій­снюють багатораз. переривчас­те ударяння заготовки спец. інструментом. Зазвичай її встановлюють незакріпленою на ковадлі або в підклад. штампі. При масовому виробництві однако­вих деталей частіше застосовують штампування або пресування. Осн. операції під час К.: осадження, висадження, протя­гання, розкочування, прошиван­ня, різання, згинання та виправлення. При осадженні ма­теріал розплющують — ширину та довжину збільшують, а товщи­ну зменшують доти, поки йому не нададуть необхід. розмірів і форми; при висадженні створю­ють потовщення внаслідок змен­шення довжини. У процесі ручного або машин. К. використовують осн., підтримуючі та вимірюв. інструменти. Серед осн. інструментів для ручного К. — ковадла, молотки, ручники, борідки, зубила, обтискачі, відбій­ники; серед осн. машин. інстру­ментів — бойки (плоскі, фасонні, заокруглені, комбіновані), плити, прошивні. Як підтримуючі інстру­менти при ручному К. використовують кліщі, стояки, при машинному — кліщі, патрони. Заготовками для К. можуть бути злив­ки, сорт. і профіл. прокат, листи та ін. Сталеві заготовки перед К. переважно нагрівають в полуменевих або різного типу електр. печах до температури 1100–1250 °С. Переваги оброблення металів К. порівняно з різанням: менша (бл. 30 %) витрата металу на виріб; вища продуктивність устаткування; метал стає щільнішим за своєю струк­турою. К. без нагрівання було відоме ще в часи пізнього неоліту, за допомогою нього здійснювали оброблення самород. металів (міді, золота, срібла, ме­теорит. заліза).

Першими ковад­лами слугували масивні камені, метал кували молотом — ін. каменем, закріпленим до дере­в’я­ного руків’я. За декілька тисячо­літь до н. е. під час виготовлення міді та заліза з руди вперше застосовано К. нагрітих напівфа­брикатів після плавлення в печах. У Перед. Азії та на Кавказі знайдені крицеві речі, виготовлені за допомогою гарячого К. (7 ст. до н. е.). Виявлені зразки зброї в скіф. курганах доводять, що на території України вже у 6–5 ст. до н. е. досконало володіли тех­нікою К. З використанням заліза та сталі ковалі Київ. Русі виготовляли складні конструкції лемешів, кольчуг, мечі тощо.

Подальший розвиток К. отримало в добу Козаччини. Макс. маса молота для роботи вручну становить 20–30 кг. У 13 ст. з’я­вилися важіл. молоти з ручним приводом, у 16 ст. через необхідність підвищення сили удару для виготовлення масив. виробів — молоти масою до 400 кг. Останні працювали за допомогою енергії падаючої води. 1774 англ. винахідник Дж. Ватт запропонував використовувати розроблений ним паровий двигун для приводу важіл. молота. Після вдосконалення вага падаючих частин досягала 380 кг, частота — 300 ударів на хв. Прин­ципово нову конструкцію розробив англ. винахідник і проми­словець Дж. Несміт 1839. Паровий двигун був розміщений у верх. частині станини, шток під­німав довбню з бойком при подачі пари, робочий хід здійснювався після її випуску. Спочатку довбня молота важила 2500 кг, макс. висота падіння становила 2 м. У наступні десятиліття парові молоти неодноразово вдосконалювали. На поч. 1870-х рр. у С.-Пе­тербурзі та м. Перм (Росія) побудовано 50-тонні парові молоти.

В остан. чв. 19 ст. у Києві на Пд.-рос. маш.-буд. заводі та заводі «Арсенал», Харків. па­ро­возобуд. заводі, підприємствах Донбасу, Придніпров’я та ін. регіонів організовано потужні ковал. господарства. Укр. підприємства з високою точністю виготовляли шестерні, клапани, кільця, вали, болти, за­клепки тощо. На поч. 20 ст. на­були поширення молоти різної конструкції з електроприводами. Водночас розроблено без­ша­бот­ні молоти з двосторонніми горизонт. і вертик. ударами двох довбень, молоти з пневмат., па­роповітр., гідравл., газогідравлічними мех. та ін. приводами; горизонт.-кувал. машини, молоти з вільно падаючими удар. частинами та з бабами, що додатково розганяються. У 1-й пол. 20 ст. на підприємствах України застосовували молоти з масою па­даючих частин від 25 кг до 15 т і частотою до 500 ударів на хв. Молоти для К. заготовок масою до 13 т мають масу падаючих частин до 300 т з ефектив. кінет. енергією удару бл. 1570 кДж і роблять до 30 ударів на сек. Ви­сокошвидкісні молоти з ефектив. кінет. енергією бл. 1000 кДж роз­вивають швидкість падіння довбні до 30 м на сек. У 2-й пол. 20 ст. пров. підприємством СРСР з ви­роб-ва потуж. устаткування для оброблення металів тиском став Новокраматорський маши­нобудівний завод. 1975 на ньому виготовлено найбільший у світі безшабот. молот із двома масами 150 т і енергією удару до 250 кДж (30 ударів на хв., вис. над підлогою 12 м).

Наприкінці 19 ст. почали формуватися наук. основи К., зокрема щодо визна­чення оптимал. розмірів і форми заготовок, встановлення за­кономірностей текучості металів, вимог до пластичності. В Україні проблеми К. та родин. технологій досліджували вчені Інституту чорної металургії НАНУ, Нац. металург. академії України (обидва — Дніпропетровськ), Донбас. маш.-буд. академії (м. Краматорськ До­нец. обл.), Нац. тех. університету України «Київ. політех. інституті» та ін. К., штампування та пресування ши­роко застосовують в різних галу­зях машинобудуван­ня, автомоб., авіац.-косміч., легкій пром-стях, тракторобудуван­ні та ін.

Фотоілюстрації

×

❮ ❯

Завантажити статтю