VÝROBA DRŽÁKU OBJEMOVÝM TVÁŘENÍM

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV STROJÍRENSKÉ TECHNOLOGIE FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF MANUFACTURING TECHNOLOGY VÝROBA DRŽÁKU OBJEMOVÝM TVÁŘENÍM PRODUCTION OF HOLDER BY SOLID FORMING DIPLOMOVÁ PRÁCE MASTER'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR Bc. PETR NEJEDLÝ Ing. MILOSLAV KOPŘIVA BRNO 2010

2 Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství Ústav strojírenské technologie Akademický rok: 2009/2010 ZADÁNÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE student(ka): Bc. Petr Nejedlý který/která studuje v magisterském navazujícím studijním programu obor: Strojírenská technologie (2303T002) Ředitel ústavu Vám v souladu se zákonem č.111/1998 o vysokých školách a se Studijním a zkušebním řádem VUT v Brně určuje následující téma diplomové práce: v anglickém jazyce: Výroba držáku objemovým tvářením Production of holder by solid forming Stručná charakteristika problematiky úkolu: Po vypracování literární studie ze zadané problematiky na jejím základě vypracovat návrh vhodné technologie výroby pro zadanou součást, držák. Cíle diplomové práce: 1) Literární rešerše problému 2) Stávající možnosti výroby 3) Návrh technologie výroby zadané součásti 4) Stanovení veškerých technologických dat a vypracování výkresové dokumentace 5) Ekonomické zhodnocení 6) Závěr a návrh případných opatření

3 Seznam odborné literatury: 1. ELFMARK, Jiří, et al. Tváření kovů. Ing.Pavel Vávra. 1. vyd. Praha : SNTL Praha, s. Technický průvodce; sv. 62. ISBN NOVOTNÝ, Karel. Tvářecí nástroje. 1. vyd. Brno : Nakladatelství Vysokého učení technického v Brně, str. Edit. VUT Brno. ISBN FOREJT, Milan. Teorie tváření a nástroje. 1. vyd. Brno : Nakladatelství Vysokého učení technického v Brně, str. Edit. VUT Brno. ISBN HAŠEK, Vladimír. Kování. 3. vyd. Praha : SNTL Praha, str. ISBN DVOŘÁK, Milan, GAJDOŠ, František, NOVOTNÝ, Karel. Technologie tváření : plošné a objemové tváření. 2. vyd. Brno : CERM, s. ISBN NOVOTNÝ, Karel. Výrobní stroje - Část I. - tváření. Skripta.1. vyd., Praha, SNTL Praha, 1984, 112 s. 7. DRASTÍK, František. Výpočty z oboru kování a lisování. 1. vyd., Praha: SNTL Praha, s. Edit. Makarius, M., L 13-E1-IV-41/22334/XI, DT Vedoucí diplomové práce: Ing. Miloslav Kopřiva Termín odevzdání diplomové práce je stanoven časovým plánem akademického roku 2009/2010. V Brně, dne L.S. prof. Ing. Miroslav Píška, CSc. Ředitel ústavu prof. RNDr. Miroslav Doupovec, CSc. Děkan fakulty

4 ESTNÉ PROHLÁŠENÍ Tímto prohlašuji, že pedkládanou diplomovou práci jsem vypracoval samostatn, s využitím uvedené literatury a podklad, na základ konzultací a pod vedením vedoucího diplomové práce. V Brn podpis

5 PODKOVÁNÍ: Tímto dkuji panu Ing. Miloslavu Kopivovi za cenné pipomínky a rady týkající se zpracování diplomové práce

6 ANOTACE NEJEDLÝ Petr: Výroba držáku objemovým tváením. Projekt vypracovaný v rámci inženýrského studia oboru 2307 pedkládá návrh technologie výroby držáku objemovým tváením z oceli Na základ literární studie problematiky zápustkového kování a výpotu bylo navrženo kování na svislém klikovém lisu LMZ 1600 A s nominální kovací silou 16 MN (výrobce ŠMERAL Brno). K vysunutí souásti je použit spodní vyhazova. Polotovar bude ohíván v indukní peci SOP 400kW, ostih se provede na ostihovacím lisu LKOA 200 o síle 2 MN. Zápustky jsou upnuty v držáku zápustek QLZK 1600/UC, jsou vyrobeny z nástrojové oceli Souástí projektu je ekonomické zhodnocení výroby a vypracování výrobních výkres. Klíová slova: objemové tváení, zápustkové kování, ocelový výkovek, držák ABSTRACT NEJEDLÝ Petr: Production of holder by solid forming. The project elaborated in frame of engineering studies branch The project is submitting design of technology production of holder by solid forming of steel Pursuant to of the literary pursuit a problem of die forging and calculation was designed forging on a vertical cranked press LMZ 1600 and with nominal forging force 16MN (producer ŠMERAL Brno). The lower ejector is using for extrusion component.heating billet is accomplished by using induction furnance type SOP 400kW.For trimming is used trimmning press LKOA 200 with force 2 MN. For holding of dies is used holder QLZK 1600/UC, dies are made of instrumental steel A part of this project is economic estimation of production and produce of manufacturing drawings. Keywords: solid forming, die forging, steel forging, holder

7 BIBLIOGRAFICKÁ CITACE NEJEDLÝ, P. Výroba držáku objemovým tváením. Brno: Vysoké uení technické v Brn, Fakulta strojního inženýrství, s. Vedoucí diplomové práce Ing. Miloslav Kopiva.

8 OBSAH Zadání estné prohlášení Podkování Anotace Bibliografická citace Obsah 1. ÚVOD POPIS DIPLOMOVÉHO PROJEKTU LITERÁRNÍ REŠERŠE OBJEMOVÉ TVÁENÍ KOV TEORIE OBJEMOVÉHO TVÁENÍ Dlení objemového tváení Plastická deformace Tváení za studena Tváení za poloohevu Tváení za tepla Tvaitelnost kov a slitin DRUHY KOVÁNÍ Kování volné Kování zápustkové Pesné kování Rotaní kování Kování kyvnou zápustkou Izotermické kování Pné klínové válcování Kalibrování OHEV Plynový ohev Elektrický ohev Ohev zápustek STROJE PRO ZÁPUSTKOVÉ KOVÁNÍ Buchary

9 3.5.2 Lisy KONSTRUKCE ZÁPUSTEK Charakteristika výkovku Mezní úchylky a tolerance Dlící rovina Urení výchozího polotovaru Rozmístní dutin a rozmry zápustek Vyhazovae, vedení a upínání zápustek Materiál zápustek Vložkování zápustek Smrštní MAZÁNÍ VÝPOET KOVACÍ SÍLY OSTIHOVÁNÍ SIMULACE KOVÁNÍ VADY VÝKOVK POŠKOZENÍ A OPRAVY ZÁPUSTEK STÁVAJÍCÍ MOŽNOSTI VÝROBY NÁVRH TECHNOLOGIE VÝROBY ZADANÉ SOUÁSTI STANOVENÍ VEŠKERÝCH TECHNOLOGICKÝCH DAT ZAAZENÍ VÝKOVKU DLE SLOŽITOSTI NÁVRH VÝRONKOVÉ DRÁŽKY VÝPOET KOVACÍ SÍLY VÝPOET OSTIHOVACÍ SÍLY TVARY A ROZMRY ZÁPUSTEK VOLBA TVÁECÍCH STROJ EKONOMICKÉ ZHODNOCENÍ ZÁVR Seznam použité literatury Seznam použitých symbol a zkratek Seznam výkres Seznam píloh 75

10 1. ÚVOD [2] [13] [16] [21] Strojírenský prmysl patí mezi nejnárojší prmyslové odvtví. Zahrnuje v sob desítky obor, s jejichž pomocí vytváí širokou škálu výrobk. Podle rozvoje strojírenství usuzujeme na hospodáskou vysplost státu. Na hospodáské map svta najdeme rzn intenzivní zastoupení strojírenství. Odvíjí se nejen od surovinové základny, ale i od vysplosti ekonomik stát. deckotechnický rozvoj pináší nové technologie, pedstavuje na jedné stran snahu o snížení spoteby surovin a zvýšení podílu vložené práce zejména duševní, na stran druhé. V souasné etap vývoje vdy a techniky zaujímá jedno z velmi významných postavení automobilový prmysl, ale i výroba dalších dopravních prostedk, výroba obrábcích stroj, strojírenství je základním dodavatelem vybavení pro doly, hut, továrny. Nové technologie, které s prudkým rozvojem tohoto odvtví kráí ruku v ruce, kladou vysoké požadavky na technickou pipravenost nejen výroby, ale i na odbornost pracovník na všech úrovních odvtví. Flexibilita a nutnost neustálého vzdlávání se, seznamování s novinkami v oboru, ale i pirozený fortel daný generacemi odborník, umní ekonomického plánování výroby a realizace výrobk na trhu, to vše k dynamickému rozvoji lidské spolenosti patí. Za vším stojí lovk, A je na nm, jak je pipraven se se svou rolí vypoádat. Obr.1 Píklady zápustkových výkovk [18] 9

11 2. POPIS DIPLOMOVÉHO PROJEKTU edmtem mého diplomového projektu je výroba držáku objemovým tváením. Souástí zadání je výkres souásti. Tou je držák kola nápravy automobilu. Po zpracování teoretické ásti práce je nutné provést adu výpo kovací síly a návrh výronkové drážky. Na základ tchto výpo zvolím odpovídající stroj buchar nebo lis. Pro zvolenou technologii navrhnu výrobní postup a zvolím vhodné stroje kovacího souboru. Souástí projektu je tedy návrh technologie výroby a její ekonomické zhodnocení. Obr. 2 Model a výkres výkovku souástky Materiál na výrobu držáku kola je ocel Tato ocel je vhodná na mén namáhané souásti jako jsou epy, hídele, ozubená kola a další. Protože souást je mírn dynamicky namáhána, je tento materiál pro ni vhodný. Další vlastnosti materiálu jsou uvedeny v píloze. 1 Materiálový list, oceli Tab. 1 Tabulka chemického složení materiálu Chemické smložení hm. % C Si Mn Cr Ni Cu P S 0,13 0,20 0,15 0,40 0,60 0,90 Max. 0,25 Max. 0,30 Max. 0,30 Max 0,040 Max. 0,040 10

12 3. LITERÁRNÍ REŠERŠE [1] [2] [3] [4] [13] [14] [15] [21] [22] 3.1 OBJEMOVÉ TVÁENÍ KOV [2] [13] Kolébkou kováského emesla byla v hluboké minulosti ped naším letopotem oblast Malé Asie, Indie a Kréty. lovk vyrobil bronz - slitinu, která dala jméno celé jedné epoše lidského vývoje. Hutníci doby bronzové se ve svém emesle bhem staletí zdokonalovali a zjistili, že pi vyšších teplotách mohou tavit i jiné "kameny" a získat tak kovy s mnohem lepšími vlastnostmi. Ubhla ale dlouhá doba než ze smsi rudy a devného uhlí mohl hutník v mlkých ohništích a pozdji už i v malých pecích i dmychání vzduchu za teploty nepesahující 1100 oc vyredukovat kov houbovité struktury prostoupený zbytky strusky a uhlí. Z takového surového železa se však nedal zhotovit tolik žádaný ostrý me. Zmnu pinesl teprve poznatek, že kováním lze tyto neistoty ze železa odstranit a zmnit je v použitelný materiál. Dalším krokem bylo poznání, že ješt lepších vlastností se dosáhne opakovaným kováním a ohevem a koneným zchlazením. Tehdy se železo zmnilo v ocel. Železo bylo v té dob velkou vzácností a jeho cena byla mnohonásobn vyšší proti cen samotné di. Používalo se pro své mnohem lepší mechanické vlastnosti pedevším navýrobu zbraní, emeslných a hospodáských nástroj. Stedovk pinesl velké uznání kovám i zámeníkm, vznikala cechovní sdružení. V dob 16. a 17. století dochází k velkému rozvoji strojního kování spojeného se vznikem tzv. hamr. Hamr byl provozovnou neodmysliteln spojenou s výrobou a zpracováním železa. Hamr je název používaný jak pro budovu, tak i kovací stroj, který dnes nazýváme kruhobžným padacím bucharem. Hamry se stavly blízko hutí a v nich vyrobené železo zpracovávaly. Byly to vlastn velké strojní kovárny. Vybavení hamru bylo stejné jako u kovárny - výhe, mchy, kovadliny, svráky, kladiva, sekáe, útinky, zápustky, klešt, ale navíc zejména vodou pohánné buchary. Podle systému pohonu se dlily na: chvostové (švanchamry) bo nadhazované Mnoho tchto zaízení se dochovalo až do meziváleného období. Zvlášt po roce 1840 se spolku s rozvojem železnic rozvíjí i kování a prudce roste produkce kovárenských stroj. Konec první svtové války znamenal období velkého rozvoje leteckého a automobilního prmyslu. Jeho rozvoj znamenal potebu užití zápustkového kování a rozvoj sériové výroby. Kovala se ocel a hliníkové slitiny. Od parních buchar se postupn pecházelo k novým typm, emenovým, pružinovým. S rozvojem vdy a techniky dochází k rozvoji tváecích stroj a technologií kování. Obor kování se mní a nutn se musí pizpsobovat požadavkm zákazník, reagovat velmi rychle a pružn na nové technologické postupy. Technika vede lovka za další a další horizonty poznání. To, co díve trvalo technikm a inženýrm dny a týdny, eší poítaová podpora technologie bhem hodin i minut. Vývoj strojírenských obor je velkou mrou spojen s energetikou, dopravou. Pro národní hospodáství má klíový význam jak pro tvorbu HDP, zahrani obchodní bilanci i pro vytváení pracovních míst a celkovou zamstnanost. Na strojírenství jsou navázány výzkumné, vývojové a vzdlávací instituce, jakož i ada dalších služeb. Konkurenceschopné strojírenství je pedmtem zájmu tuzemských i zahraniních investor a podpora výzkumu a vývoje je tak klíová pro udržení a zvyšování jeho úrovn s efektem dlouhodobé stabilizace investic do tohoto odvtví. 11

13 3.2. TEORIE OBJEMOVÉHO TVÁENÍ [1] [2] [4] [14] Technoloigie tváení patí do oblasti beztískových technologií. Zhotovují se jím polotovary urené k dalšímu zpracování, ale i hotové výrobky. Tváení rozdlujme na plošné a objemové, pedmtem literární studie této diplomové práce je oblast objemového tváení Dlení objemového tváení [4] i objemovém tváení nastává deformace ve všech smrech souadného systému. adíme sem: Obr. 3 Dlení objemového tváení Kování je objemové zpracování kov psobením vnjší síly, která vyvolává plastickou deformaci materiálu. Síla psobí bu rázem kování runí a na bucharu rovnomrn kování na lisech Pro kování je píznané malé procento odpadu a malý poet operací vedoucí k výsledku. Kované výrobky mají lepší mechanické vlastnosti a jsou homogennjší než výrovky vytvoené obrábním nebo odléváním. Prh vláken u kované souásti sleduje její tvar, v místech pechodu ných rozm nedochází k perušení vláken ani k peloženinám. Vhodným zpsobem tváení je dosaženo usmrnní vláken souásti. Obr. 4 Prh vláken souástkou a) nekovaná, b) kovaná [27] U nekované souásti jsou vlákna v ploše vzorku rovnobžná, perušují se v míst echod pných rozm, což snižuje pevnost souásti. 12

14 3.2.2 Plastická deformace [1] [4] [14] Zmnu tvaru tlesa zpsobenou vnjšími nebo vnitními silami nazýváme deformací. Každou trvalou plastickou deformaci pedchází deformace elastická. Hlavním znakem plastické deformace je její nevratnost, pemž zstává zachovaná krystalická stavba kovu. V procesu plastické deformace je hmota pemisována difúzním pohybem a pohybem dislokací. Existují dva hlavní mechanizmy plastické deformace kluz a dvojatní. Pevládajícím mechanizmem plastické deformace je skluz. Kluz závisí jak na teplot (innost kluzových rovin se zvýšením teploty roste), tak na rychlosti petvoení. Jedná se o vzájemný kluz jedné tenké vrstvy krystalu proti druhé. ídí se tmito zákonitosti: Kluz obvykle nastává v rovinách s nejvtší hustotou atom Smr kluzu je totožný s nejvtší hustotou atom Kluz nastane ve smrech, kde je maximální smykové naptí Dvojatní má vyšší aktivaní naptí, proto je mén významným systémem plastické deformace. Dochází k natoení krystalové mížky z nepíznivé polohy do polohy pro vznik kluzu píznivé. Obr. 5 Pružná a plastická Obr. 6 Plastická deformace dvojatním [7] deformace [4] Dislokace jsou dležité pro objasnní plastické deformace. Dislokace jsou poruchami mížky, jsou nezbytné pro plastickou deformaci. Vznikají v metalurgické fázi pípravy kov a slitin a pi technologii jejich zpracování. Mohou být spirálové, hranové, smíšené. Výše deformaní teploty ovlivuje mechanické, fyzikální a strukturální zmny kovu: tváení za studena, kdy T 0,3 T tav tváení za poloohevu (teplota aktivace pohybu dislokací) tváení za tepla, kde T 0,3 T tav 13

15 3.2.3 Tváení za studena [1] [4] [14] i tváení za studena dochází vlivem rzného smru ploch kluzu ke zpevnní. Zpevování je zmna mechanických vlastností materiálu, zvyšují se meze kluzu a pevnosti a souasn se snižuje tažnost a vrubová houževnatost. Zrna se pi tváení prodlužují ve smru nejvtšího pemisování kovu a skluzové roviny a smry se natáejí do smru tváení. Náhodná krystalografická orientace zrn se bhem plastické deformace mní v orientaci pednostní texturu. Deformaní textura zvyšuje anizotropii mechanických a fyzikálních vlastností. i tváení za studena se bhem tváecího procesu vyerpá plastinost materiálu a je zapotebí vrátit kovu pvodní vlastnosti. Pi ohátí materiálu do uritých teplot pecházejí atomy do míst rovnováhy. Tím odstraují nejvtší poruchy mížky, což umožuje snížení zbylých naptí, aniž by se zmnily rozmry a tvar zrn. Dosahuje se toho zotavením nebo rekrystalizací. Pi zotavení dochází k difúzi bodových poruch vzniklých pi deformaci a jejich zániku. Prh zotavování je závislý na teplot a dob. Zvýšená rychlost deformace pi dané teplot mže zotavování zpomalit. Pi rekrystalizaci jsou deformovaná zrna nahrazena zrny novými. Závislost mezi velikostí zrna po deformaci s rekrystalizaní teplotou a stupnm deformace znázorujeme prostorovými diagramy rekrystalizace, které jsou charakteristické pro každý druh kovu a slitinu. Obr. 7 Rekrystalizaní diagram [8] Z velikost zrna po rekrystalizaci Tváení za poloohevu [4] Kompromisem mezi tváením za studena a za tepla je tváení za poloohevu. Probíhá pi teplotách, kdy dochází k tepeln aktivovanému pohybu dislokací a snížení jejich hustoty. Tváení za poloohevu zlepšuje petvárné vlastnosti oproti tváení za studena, snižuje petvárný odpor, umožuje dosažení zlepšení mechanických a fyzikálních vlastností, pesnosti a jakosti povrchu. Pi tomto tváení dochází k deformanímu zpevnní materiálu. 14

16 3.2.5 Tváení za tepla [1] [4] [14] Tváení za tepla mžeme definovat jako tváení nad rekrystalizaní teplotou. Rychlost rekrystalizace je tak vysoká, že zpevnní zpsobené tváením mizí už v prhu tváení nebo bezprostedn po nm a spolu s opakováním obnovy tvaru zrna umožuje prakticky neomezené petvoení. Uzdravovací procesy probíhají tedy souasn s deformací. Pi tváení za tepla dochází ke vzniku vláknité struktury, která kopíruje tvar výkovku. Dochází k pem zrn, ale vmstky si zachovají své usmrnní. Tomuto usmrnní se íká textura. Tuto strukturu je nemožné zmnit tepelným zpracováním, ovlivuje mechanické vlastnosti a zpsobuje anizotropii. Tváení za tepla má následující výhody: malé petvárné odpory za vysokých teplot tváení poteba menších tváecích sil menší petvárná práce menší silové namáhání nástroje Oproti tomu existují i nevýhody tváení za tepla: energetická náronost zpsobená nutností ohevu tepelné namáhání nástroje a stroje oxidace materiálu mazání horší kvalita povrchu Horní tváecí teplota je nejvyšší teplota namená v peci, na kterou je možné zahát materiál. Rozmezí tváecích teplot je od 1300 do 900 C. Spodní tváecí teplota je taková teplota, pi které je ješt možno materiál kovat. Dokovací teplota se zpravidla volí tak, abychom získali co nejjemnjší zrno, které je výhodné pro výsledné mechanické vlastnosti výkovku. Obr. 8 Rozsah tváecích tepot pro uhlíkové oceli [12] 15

17 3.2.6 Tvaitelnost kov a slitin [1] [2] Tvaitelnost matriálu je vlastnost materiálu tváet se vlivem vnjších sil nevratn bez porušení. Tvaitelnost pi hlubokém tažení je hlubokotažnost, pi válcování válcovatelnost, pi kování kovatelnost. Z hlediska tváecího procesu mžeme rozlišit materiály vhodné pro objemové tváení za studena - protlaování za tepla kování Popisovanou vlastností kov je jejich plasticita, kovy s dobrou plasticitou mají pomr Re/Rm 0,65. Pro výbr materiálu pro objemové tváení za tepla jsou dležité tyto vlastnosti: rekrystalizaní rychlost velikost deformace stav napjatosti Chemické prvky ovlivují tvárné vlastnosti oceli, z hlediska zadání materiálu výrobku byly pro tuto práci vybrány následující prvky, které nejvíce ovlivují její tvaitelnost. Uhlík zvyšuje rozmezí tváecích teplot a snižuje tvaitelnost materiálu v oblasti spodních kovacích teplot Mangan zvyšuje pevnost a houževnatost pi zachování plastických vlastností oceli. V koncentraci 0,3% - 1% psobí pízniv na vylouení síry do podoby sulfid, tím snižuje jejich nepíznivé psobení na houževnatost a tranzitní teplotu. emík - používá se jako dezoxidaní prvek, zvyšuje mez kluzu a pevnost. i obsahu nad 1% snižuje plastické vlastnosti. Chrom snižuje rekrystalizaní schopnost oceli Nikl pi vyšším obsahu zvyšuje náchylnost oceli k pehátí Síra za pítomnosti kyslíku v oceli zna zhoršuje kovatelnost a zpsobuje tzv. lámavost oceli pi erveném žáru Cín zhoršuje tvaitelnost oceli pi obsahu vyšším jek 0,2 % zpsobuje trhliny za horka Fosfor zvyšuje sklon ke vzniku trhlin, prasklin a kehkých lom Kyslík jeden z hlavních zdroj oxidických vmstk Dusík jeho pítomnost se podílí na stárnutí oceli a podporuje vznik Cottrellovy atmosféry Vodík zvyšuje kehkost, vzniklé trhliny se na lomu jeví jako vloky tzv. vlokovitost 16

18 3.3 DRUHY KOVÁNÍ [1] [2] [3] [15] [22] [23] [26] Obr. 9 Schéma rozdlení druh kování Kování volné [1] [3] Volné kování se rozdluje na kování runí a strojní a jeho produktem je pibližný tvar vyrábné souástky. Volné runí kování se v dnešní dob používá v umlecké kováské výrob, zámenictví, v rámci oprav, údržby a pro zakázky malého rozsahu. K základním runím kováským nástrojm patí klešt, kladiva, sekáe, kovadliny a prbojníky. Materiál se ohívá ve výhních, pop. malých pecích. Výsledek volného kování závisí na manuální zrunosti kováe. Volným strojním kováním se vyrábí velké, tvarov jednodušší výkovky pro kusovou nebo malosériovou výrobu. Zatím co volné kování runí používá kovadlinu a kladivo, strojní kování probíhá mezi otevenými strojními kovadly. Výrobky jsou rzné typy hídel, turbogenerátor, pírub. Požadovaných tvar výkovk se dosáhne užitím základních operací: Pchování materiál je stlaován ve smru osy, ímž dochází ke zmenšení výšky a zvtšení pného prezu tlesa. Tato operace je velmi energeticky nároná, využívá se pi kování rotaních výkovk. Prodlužování pi této operaci se zámrn zmenšuje pný prez polotovaru, výrobek se prodlužuje. Prodlužování se používá pi kování osazených i prosazených hídel. Kování na trnu používá se k rozšiování a zvtšování prru kroužku na úkor jeho tloušky. Využívá se pro kování dutých tles. Drování operace sloužící k výrob výkovku s prchozí nebo neprchozí dírou Ohýbání dochází k zakivení podélné osy výkovku a tím se mní tvar jeho pného prezu. Osazování a pesazování znamená zmenšování nebo zvtšování prezu tak, aby osa pesazené ásti byla rovnobžná s pvodní ástí. Zhotovují se takto páky, kliky a klikové hídele. 17

19 Zkrucování je pootoení ásti výkovku vi jiné ásti výkovku o uritý úhel kolem spolené osy. Obr. 10 Základní operace volného kování [1] Kování zápustkové [1] [3] Jedná se o zpracovávání kov ve tvárném plastickém stavu v zápustkách. Polotovar se oheje na kovací teplotu a tvaruje se v dutin zápustky. Ta je tvoena dvma polovinami horní a dolní. Tvar zápustkových výkovk je uren zápustkovou dutinou, proto jsou zápustkové výkovky tvarov a rozmrové stejné, zpravidla se nemusejí opracovávat celé, ale pouze na funkních plochách. Uvedená skutenost eduruje toto kování jako velmi výhodné pro sériovou výrobu. Rozdlení zápustek: jednoduché (jednodutinové) postupové (vícedutinové) s dutinami pedkovacími s dutinami dokonovacími Poslední dokonovací dutina má po celém obvod vypracovanou mlkou drážku. Ta se nazývá výronek. Jeho funkce spoívá ve vytvoení protitlaku, který zajišuje dokonalé vyplnní vlastní dutiny a odvedení pebyteného materiálu. 18

20 Obr. 11 Postup kování v zápustce na bucharu [26] Pesné kování [1] [3] [15] esné kování slouží k docílení pesného tvaru souásti, který nevyžaduje žádné nebo jen minimální dokonovací operace. Provádí se v uzavených zápustkách, které mají vždy vyrážee nebo vyhazovací zaízení. Oproti kování v otevené zápustce zde není výronková drážka, kov dokonale vyplní dutinu a výkovek je bez výronku. K pednostem patí prostorová napjatost (díky nerovnomrnému všestrannému tlaku lze kovat mén plastické kovy a slitiny), neporuší se vlákna pi ostihování, odpadá obracení výkovk (je snadnjší manipulace). Toto všechno vede ke snížení náklad na obrábní. Pesné kování však naráží na nutnost vyšší úrovn technologie výroby bezkujný ohev, požadavek esnjšího dlení tyí a pesnost stední i zakládání materiálu, nutnost velkých uzavíracích sil. Aby pebytený materiál nepoškodil nástroj a kovací zaízení, mají zápustky dutinu kompenzátor. Kompenzátor musí být umístný v ásti, která se zaplní jako poslední. Obr. 12 Kování v uzavené zápustce [9] 19

21 3.3.4 Rotaní kování [1] Rotaní kování je technologie používaná k redukci delších dílc kruhového nebo tyúhelníkového prezu. Jeho podstatou je kování mnoha údery zápustky, která rotuje kolem tváeného materiálu. Kladívka i zápustky se rozbíhají odstedivou silou a narážejí na kalené válce, které odrážejí kovadla zpt na kovaný materiál. Tím vznikají opakované rázy. Polotovar se pomalu otáí a osov posunuje do procesu tváení. Zápustky jsou uloženy v rotaní kovací hlav a lze je vymnit. Na rozdíl od ostatních proces kování se kování za rotace provádí za studena, pouze souásti velkých pr se kovou za tepla. Výhodou rotaního kování je velká úspora materiálu, velká pracovní rychlost a tím velká produktivita. Nevýhodou je velká hlunost provozu a asté opravy drahých zápustek. Obr. 13 Princip rotaního kování [30] Kování kyvnou zápustkou [22] [26] Je založené na pizpsobování pohybu tváecího nástroje rozmm vyrábné souásti. Horní zápustka koná kývavý a rotaní pohyb spole s vertikálním pohybem zápustky dolní. Touto technologií je dosaženo vtších tlak a deformací. Využívá se pedevším v sériové a hromadné výrob tvarov lenitých souástí s velkou pesností. Za studena lze touto metodou tváet materiály, které nelze tváet jinak. Využívá se zejména v automobilovém a zbrojním prmyslu. Obr. 14 Princip kování kyvnou zápustkou [22] 1 polotovar 2 hotový výkovek 3 horní zápustka 4 dolní zápustka 5 vyhazova 20

22 3.3.6 Izotermické kování [4] [23] Izotermické kování probíhá v uzavené zápusce a pebytený materiál odtéká do kompenzátoru objemu. Pi tomto druhu kování je nutné dodržet pomalou rychlost deformace. Musí probíhat v ádech setin mm/s. Z tohoto dvodu se jako stroje používají jen hydraulické lisy. Nutné je také dodržet konstantní teplotu zápustek, kdy se teplota zápustek bude rovnat teplot polotovaru ( C). Na konci zdvihu probíhá tzv. dokování. Výhodou je vysoká pesnost výkovku, využije se vtšina materiálu, dají se tímto zpsobem kovat tenkostnné a složité tvary, kování probíhá na jednu operaci. Izotermickým kováním se zpracovávají tžko tvaitelné materiály jako jsou nap. slitiny Ti, Ni a slitiny Mg. Problematický je ohev a vše, co s ohevem souvisí, tedy zpsob, izolace komor i ástem lisu atd. Výroba zápustek je složitá, nebo materiál na jejich výrobu je špatn obrobitelný, protože se jedná o žáropevné slitiny. Izotermické kování se využívá pouze tam, kde se tato nákladná technologie ekonomicky vyplatí, tedy hlavn v leteckém, zbrojním prmyslu a pi výrob speciálních zdravotnických náhrad a poteb. Obr. 15 Izotermické kování [23] Pné klínové válcování [2] Technologie pného klínového válcování se využívá na výrobu pedkovk pro následné zápustkové kování nebo jako polotovar s minimálními pídavky na obrábní na rzné epy, hídele nap. osy pedál jízdních kol. Umožuje tedy jen výrobu rotaních souástí. edehátý materiál je vkládán mezi dva ve stejném smyslu rotující válce, na které jsou upnuté shodné nástroje klínovitého tvaru s pracovní ástí ve tvaru šroubovice. Nástroje vnikají do materiálu radiáln, uvedou materiál do rotace a esouvají objem ve smru osy tváené tye. Dležité je, aby celý proces probhl na jednu otáku pracovních válc. Výhodou tohoto zpsobu je vysoká produktivita a nízké investiní náklady i relativn nízké náklady na nástroj. Metoda pného klínového válcování zvýší životnost kovacích zápustek (životnost nástroj se pohybuje od tisíc vývalk). Dležitá je i úspora materiálu a energie, snížení kovací síly u následn kovaných díl, konstantní objem pro každý výkovek. Metoda pného klínového válcování se využívá hlavn v automobilovém prmyslu. 21

23 Obr. 17 Polotovar a konený výrobek [17] Obr. 16 Pné klínové válcování [17] Kalibrování [1] [3] [15] Závrená operace kování je kalibrace. Dosahuje se pi ní hladkého a istého povrchu a potebných rozmrových pesností. Kalibrování mže být plošné, objemové a kombinované. Hladké plochy, pesné výšky a pesné vzdálenosti dvou kalibrovaných ploch se dosáhne plošnou kalibrací. Tato kalibrace je nejpesnjší, klademe-li zvýšenou pozornost na pesnost, kalibraci zopakujeme. Chceme-li dosáhnout stlaení tvarovaného povrchu výkovku (stny dutiny zabraují teení kovu ve vodorovném smru), jedná se o objemovou kalibraci. Kalibrování se provádí: za tepla za studena Kalibrování za tepla klade draz na pesnost jednotlivých stroj. Nejastji se kalibruje pi jednom ohevu zápustkového výkovku (hned po ostižení výronku). Má-li zápustkový výkovek vtší pídavky, vznikne pi kalibraci malý výronek, který se musí odkrojit za studena. Malé výkovky z legované oceli je lepší obrobit, kalibrováním by mohly vzniknout trhlinky. Kalibrování za studena je oproti kalibrování za tepla pesnjší. Následuje zpravidla až po odstranní okují a tepelném opracování. Pro tuto kalibraci se používá tšinou razících a kolenopákových lis. Zde se v kalibrovaných zápustkách stlaují styné plochy souástky. Materiál se pi kalibrování za studena zpevuje. V nkterých pípadech je nutné výkovky tepeln zpracovat. Vysokou pesnost kalibrace ovlivují: nízká a stejnomrná tvrdost výkovku ke kalibrování dobrý stav lisu velká tvrdost kalibrovacího nástroje zmenšení plochy výkovk pímo pejímajících tlak 22

24 esnost kalibrace: obvyklá zvýšená vysoká Kalibrování tak zpesní rozmry a zlepšuje povrchovou jakost výkovku tak, že nkdy mžeme upustit od dalšího obrábní. Pesnost kalibrace klesá se zvtšujícím se povrchem kalibrované plochy. Obr. 18 Velikost rozmrových úchylek pi kalibrování výkovku [3] 3.4 OHEV [1] [2] [3] [15] ed kováním musíme materiál zahát na uritou teplotu, chceme-li dosáhnout kvalitních výkovk je nutno tuto teplotu správn volit a dodržovat. Tepelná vodivost závisí na chemickém složení oceli, její struktue a teplot. Tváecí teplota ovlivuje jakost materiálu a volíme ji s ohledem na to, zda tváíme odlitek nebo materiál už jednou tváený. Pro voln kované výkovky je teplota nižší, než pro zápustkové. Ohevem se zvyšuje tvaitelnost a snižuje deforaní odpor. Doba ohevu by mla být co nejkratší, tak, aby nedošlo k narušení povrchové a vnitní jakosti materiálu. Zvyšováním teploty se rozbhnou difuzní pochody, které zlepšují jakost ohívaného materiálu. Materiál pro kování se ohívá v pecích. O volb jejich typu rozhoduje druh materiálu, tvar a velikost výkovku, druh výroby a typ paliva. Podle druhu paliva dlíme pece: plynové elektrické Plynový ohev [1] [3] [15] Plynový ohev používáme tam, kde se nám jedná o dlouhodobý rovnomrný ohev. Do pece mžeme umístit vtší množství polotovar. Pi tomto druhu ohevu se 23

25 vytváí vtší množství okují a tomu se pokoušíme zabránit bu zmnou druhu pecní atmosféry nebo ochrannými nátry. Pržné plynové pece umožují nepetržitý a postupný ohev, polotovary se vkládají do pracovního prostoru na nejchladnjším míst a postupují do nejvíce vyhátých míst. Rozlišujeme u nich až ti teplotní pásma pedehívací, ohívací a vyrovnávací. Další významnou kapitolu plynových pecí tvoí pece plynové komorové. Jejich podstatou je stejnomrná teplota v celém pracovním prostoru, jsou konstruk jednoduché a jejich obsluha je snadná, proto je využíváme v kusové a malosériové výrob. Polotovary vkládáme po uritých intervalech a tšinou po nkolika kusech. Obr. 19 Plynová pec [25] Elektrický ohev [2] [3] [15] Ohev elektrickým proudem je nejrychlejším a nejhospodárnjším zpsobem ohevu v zápustkových kovárnách. Podle principu pemny elektrické energie na teplo dlíme tato zaízení na odporové indukní Pece sodporovým ohevem mohou být s pímým prchodem proudu a s nepímým ohevem. i elektrickém indukním ohevu vzniká teplo vlivem indukovaných víivých proud pímo v ohívaném tlese, které je umístno v cívce pipojené ke zdroji stídavého proudu. Prochází-li proud vodiem, dochází k vytvoení elektromagnetického pole. Vodivé tleso indukuje v nm elektromagnetické naptí, kterým se zahívá vložený materiál. Z hlediska ekonomiky provozu elektrických pecí je dležité správn volit frekvenci elektrického proudu, která zna ovlivuje dobu ohevu a tím spotebu proudu. Pro optimální využití platí závislost velikosti pedmtu a zvolené frekvence. Malé rozmry materiálu vyžadují vyšší frekvenci a naopak vtší prezy frekvenci nižší. Frekvenci také volíme podle vlastností ohívaného materiálu, požadovaného prhu ohevu a rovnomrnosti prohátí prezu materiálu. Výhodou elektrického indukního ohevu je zmírnní oduhliení a oxidace materiálu (tj. menší tvorba okují), pohotovost, provozní spolehlivost, jednoduchost údržby a obsluhy. Zkrácená doba ohevu a její stejnomrnost a stálost tepoty umožují plynulou práci kovacího stroje, což se projevuje na prodloužení životnosti zápustek. Další výhodou použití indukního ohevu je jednoduchá automatizace ohívacího pochodu a zapojitelnost do tváecích výrobních linek s možností 24

26 stanovení asového taktu výroby. V neposlední ad mžeme induk ohívat legované i nelegované oceli. Indukní pece zabírají mén zastavného prostoru oproti klasickým plynovým pecím. Indukní ohev má ale i nevýhody, mezi které patí vysoké poizovací náklady, kolísání teploty, nerovnomrné prohátí polotovar. Také nesnadnost zastavení pece a dlouhý nábh po odstávce znamenají urité omezení. Obr. 20 Princip indukního ohevu [24] Ohev zápustek [1] [15] Vzhledem k tomu, že vysokolegované nástrojové oceli mají po tepelném zpracování pomrn nízkou houževnatost, musíme zápustky ped kováním edehát na 200 až 300 C. Pedehívaní je nutné ped zapoetím práce, i pestávkách, pi vým smn. Nedodržení pedehátí by vedlo k praskání zápustek. Zápustky se pedehívají: pímo na stroji mimo stroj ímo na stroji: Pomocí ohátého ocelového bloku nebo desky. Ohev se provádí pímo na kovacím stroji. Tento zpsob je nejpoužívanjší. Nevýhodou tohoto zpsobu je však nerovnomrný místní ohev. Dojde-li k pílišnému zvýšení teploty mže hrozit pokles houževnatosti zápustky. Je nutno mit teploty zápustky. Velkým plynovým hoákem. Tento zpsob je mén vhodný, nebo zvyšuje možnost prasknutí zápustky. Pihívání bhem provozu pomocí vncovitých plynových hoák, které jsou upravené podle tvaru zápustky. Mimo stroj: Ohev na pískovém roštu. Rošt je vyhíván plynovými hoáky. Nevýhodou je vyjmutí zápustky z kovacího stroje a nutnost seizování oháté zápustky. Indukní ohev. 25

27 3.5 STROJE PRO ZÁPUSTKOVÉ KOVÁNÍ [1] [2] [5] Pro správný výbr stroje pro zápustkové kování je nutné posoudit velikost série materiál výkovku (zejména rozmrovou toleranci a geometrickou esnost) tváecí sílu (urenou tvarem a rozmry souásti) Nejdležitjším kritériem je velikost vyrábné série a koncepce kování. Na tchto hlediscích je závislá ekonomika, která sleduje pomr ceny nástroje k potu kus. Záleží také na vybavenosti kovárny a na možnosti variability volby kovacího stroje. Zápustkové kování je možné provádt na bucharech a lisech Buchary [1] [2] [5] Buchary adíme mezi stroje, které pemují kinetickou energii nahromadnou v padajících ástech stroje na deformaní práci. Velikost stroje a jeho pracovní schopnost se udává energií, proto hovoíme o bucharech jako o energetických strojích. Úderová práce beranu bucharu A m g h (1) kde A kovací práce [J] innost bucharu [- ] m hmotnost beranu [kg] g gravitaní konstanta [m s -2 ] h b výška pádu beranu [m] Na bucharech kováme pedevším drobné výkovky nebo také výkovky o výškov lenitých a nesoumrných výkovk, také výkovk vidlicovitých (štíhlá žebra s vysokými výstupky pevážn v otevených dutinách), které se umisují do horního dílu zápustky. Buchary jsou univerzálnjší, mžeme na nich provádt i pomocné operace. Údery bucharu podporují opadání okují z povrchu výkovku, ten je kvalitnjší. Z hlediska ekonomiky je vhodné volit maximáln 2 3 údery v jedné dutin. Tok kovu pi kování na bucharech je ovlivnn vysokou dopadovou rychlostí beranu ( až 8 m.s -1 ). Tímto tlakem dochází k zaplování horní zápustkové dutiny. Podle zpsobu práce mžeme buchary rozdlit na buchary jednoinné a dvojinné. U jednoinných buchar je pohyblivá ást zvedána vzduchem, kapalinou nebo elektromotorem, zatím co u dvojinných buchar je podporován a už vzduchem, kapalinou nebo elektrickou energií i pohyb dol. Z tohoto dvodu je energie dvojinných buchar vtší proti jednoinným pi stejné hmotnosti padající ásti a padací výšce. Podle typu šaboty mžeme buchary dlit na buchary s pevnou, odpruženou šabotou a bezšabotové. Protibžné buchary nemají šabotu, do základu se nepenášejí rázy a otesy, jejich rozmry jsou malé. Šabotové buchary jsou velmi hluné, vznikají otesy, které se áste penáší na základ, z tohoto dvodu je nutné peliv volit jejich umístní v hale. Buchary s odpruženou šabotou mají mezi šabotou a základem stroje pružnou izolaci, která tlumí otesy. b 26

28 Upínání spodního a horního dílu zápustky se provádí stejn pomocí koene rybiny a upínací rybinovité drážky v beranu a šabot. Boní upevnní je provedeno pomocí klínu, proti axiálnímu posuvu je zápustka zabezpeena perem. Obr. 21 Buchar [17] Lisy [1] [5] Svislé kovací lisy jsou nejpoužívanjší typ tváecího stroje, slouží ke kování výkovk za tepla, vhodné jsou v sériové a hromadné výrob. Liší se od bucharu nerázovým zpsobem kování, vázaným pohybem smýkadla, stálou velikostí zdvihu, esn vymezenou dolní polohou smýkadla a vyhazovae na samoinné uvolování polotovar a výkovk ze zápustkových dutin. Vzhledem k tomu, že okuje opadávají z kovaného polotovaru h než na bucharu, hrozí jejich zakování do povrchu výkovku. Zde se uplatuje bezokujový indukní ohev jako zpsob, jak tomuto negativu zabránit. Svislé kovací lisy se vyznaují stále stejným zdvihem. S pihlédnutím k stálému zdvihu smýkadla nelze uplatnit nkteré pípravné operace, prodlužování a rozdlování, což se eší zhotovením pedkovku na jiném tváecím stroji. V jedné zápustkové dutin je provedena jedna operace. Dležité je pesné seízení výšky zápustek, protože okamžitá síla beranu závisí na okamžité poloze. Proti petížení musíme svislé kovací lisy chránit pružinovou pojistkou. Proti univerzálním lism mají svislé lisy 2 4 x vtší rychlost. Mechanické klikové lisy využívají pro práci jen ást energie, která se nahromadí v setrvaníku. Pi kování na klikových lisech nesmí zápustky na sebe dosednout. Vzdálenost mezi zápustkami v dolní úvrati vytváí výšku mstku výronkové drážky. Poet dutin musí být rovný potu zdvih beran. Nekove se ve všech zápustkách souasn, výkovek se emisuje z operace zápustky do další zápustky postupn, kove se vždy jen na jeden zdvih. 27

29 etenové lisy jsou jednoduché stroje s pevodem síly od pohonu vetenem na beran. Charakterem práce se podobají bucharm, všechna energie nashromáždná v setrvaníku je využitá až dojde k jeho zastavení. Oproti klikovým lism není dráha beranu pohybov omezená, mžeme tedy tváet výkovek nkolika opakovanými údery. žeme využívat dvoukotouové a íkotouové vetenové lisy, menší energetické ztráty prokluzem a malé opotebení stykových ploch tecích kotou jsou u tí kotouových etenových lis. Zdokonalením etenových lis je nová koncepce s hydraulickým pohonem beranu. Ten je zvedaný a spouštný hydraulicky. Tyto lisy mají horní i dolní vyhazovae, ízení velikosti a sledu úder je programové. Na vetenových lisech kováme v otevených i uzavených zápustkách. Obr. 22 Vetenový lis [29] Krom svislých kovacích klikových lis a lis vetenových se používají i vodorovné klikové kovací lisy a lisy hydraulické pro zápustkové kování a kování volné. Tchto druh lis se využívá pi specifické výrob (nap. kování kroužk ložisek, pro izotermické kování pro svoji nízkou rychlost). Obr. 23 Kování na hydraulickém lisu [20] 28

30 3.6 KONSTRUKCE ZÁPUSTEK [1] [8] [9] [10] [15] [31] [33] Charakteristika výkovku [8] [9] [10] Od hotových souástí požadujeme takovou kvalitu povrchu a pesnost rozm, kterou nedokážeme dosáhnout technologií zápustkového kování. Je nutné použít další úpravu obrábní. I u velmi pesných výkovk musíme brousit funkní plochy. S ohledem na požadovaný kvalitní povrch a pesnost rozm se musí pi výrob zápustkových výkovk zvtšit rozmry hotových souástí o pídavky. Pídavky líme na technoloigické na obrábní Technologické pídavky. úkosy zaoblení blány pro pedkování dr výronek obr. 24 Výkovek [8] 1 Technologický pídavek 2 ídavek na obrábní 3 Výronek Charakteristika výkovku je daná normou SN Tato norma platí pro tídní zápustkových výkovk. Úkosy zápustek Boní úkos je technologický pídavek, o který musíme zvtšit minimální ídavek na obrábní. Velikost boních úkos se uruje podle tvaru výkovku, druhu tváecího stroje a výrobního postupu. Podle normy SN jsou doporuené boní úkosy od 3 do 11. ím vtší je úhel úkosu, tím snadnji mžeme výkovek ze zápustky vyjmout. Tato norma uvádí i úkosy dna, které ovlivují zatékání materiálu od stedu výkovku k jeho hranám. Jestliže se bude jednat o vnitní plochy, plochy dutin, budou úkosy vtší, než u vnjších ploch. Rovnž použití horizontálních kovacích stroj nám dává možnost úkosy podstatn zmenšit. U zápustek pro kování žeber jsou úkosy forem závislé na hloubce a šíce žeber. Malé úkosy zápustkových 29

31 forem zpsobují pedasné napchování a poškození zápustek, pispívají ke vniku tepelných trhlin v zápustce vlivem obtížnjšího teení materiálu. Mže dojít až k znehodnocení zápustky. Tab. 2 Doporuené úkosy [10] Tváecí stroj vnitní plochy vnjší plochy úhel cca použití úhel cca použití Buchar 10 obvyklé 7 obvyklé Klikový nebo etenový lis 10 5 bez vyhazovae s vyhazovaem 7 3 bez vyhazovae s vyhazovaem Zaoblení hran a roh zápustek Teení materiálu pi kování mohou také znesnadovat nezaoblené nebo ostré hrany a rohy zápustkových forem. Takovéto hrany a rohy se pi kování zahívají rychleji, než ostatní ásti zápustky a mže opt dojít ke vzniku malých tepelných trhlinek a tedy celkovému poškození drahé zápustky. ím hlubší je dutina zápustky a materiál e kovatelný, tím vtší musí být zaoblení hran. Ostré hrany mohou zpsobit vruby, které zna koncentrují naptí a opt dochází k možnosti porušení zápustky. Blány pro pedkování dr Abychom mohli zhotovit výkovky s otvorem, je vhodné otvor ve výkovku edkovat a pak za studena nebo za tepla prostihnout. To se dje jen u dr od uritého prru, otvory malých rozm se nepedkovávají. Vzniklou blánu žeme ostihnout souasn pi ostihování výronku. Pedkování dr je nejen technologická nutnost,ale je i ekonomicky výhodné. Nejen že uspoíme výrobní as, ale i materiál. Blána mže být: s úkosem do stedu se zásobníkem blána rovná Blána s úkosem do stedu Se zásobníkem Blána rovná Obr. 25 Pedkování otvoru [9] 30

32 Výronková drážka a její rozmry Nejvýznamnjším faktorem pro dosažení správných rozm kovaného výrobku má dokonovací dutina. Kolem této dutiny je výronková drážka. Tvoí ji mstek a zásobník. Mstek slouží k ostižení výronku. Zásobník se provádí jako vybrání v bloku zápustky až k jejímu okraji. Tvary výronkových drážek se liší podle volby kovacího stroje. Bucharové výronkové drážky jsou uzavené a pro svislé klikové lisy jsou výronkové drážky otevené. Pi kování na klikových lisech zápustky na sebe nesmí dosednout, vzdálenost mezi horní a dolní je výška mstku výronku. A Obr. 26 Výronková drážka pro buchar [10] B A Obr. 27 Výronková drážka pro lis [10] B Výška mstku a ostatní rozmry drážky se urují podle normy SN podle síly kovacího lisu. Dalším zpsobem je výpoet. Tab. 3 Rozmry výronkových drážek [10] Síla lisu [MN] Výška mstku h [mm] Šíka mstku s [mm] Polomr echodu r max [mm] 6,3 1,0 2,0 5,0 7, ,5 2,5 5,0 7, ,0 3,0 6,0 8, ,5 4,0 7,0 10, ,5 5,5 8,0 12, ,5 8,0 10,0 15,0 5 31

33 Výpoet hlavních rozm výronkové drážky Polomr pechodu tvaru do dlící roviny = kde r polomr pechodu do dlící roviny [mm] F D prt plochy výkovku do dlící roviny zápustek [mm 2 ] H D vzdálenost dlící roviny od dna výkovku [mm] (2) Výška mstku = (0,015 0,013) (3) kde h výška mstku [mm] hodnota 0,013 se používá pro velké výkovky a hodnota 0,015 pro malé výkovky F D prt plochy výkovku do dlící roviny zápustek [mm 2 ] Hloubka zásobníku = 0,4 +2 [mm] (4) kde n hloubka zásobníku [mm] s šíka mstku [mm] Objem výronku + + (5) kde V výr objem výronku [mm 3 ] O obvod výkovku v dlící rovin [mm] s šíka výronkové drážky [mm] h výška mstku [mm] n šíka zásobníku [mm] B šíka otepu v zásobníku [mm] Šíka otepu se volí dle hmotnosti výkovku hmotnost výkovku do 0,5 kg B = 10 mm hmotnost výkovku do 2 kg B = 15 mm hmotnost výkovku nad 2 kg B = 20 mm i urování množství materiálu k vykování daného výkovku musíme pipoítat objem výronku. Výronek je technologický pídavek. 32

34 3.6.2 Mezní úchylky a tolerance [9] [10] [33] ím je tvar výkovku složitjší, tím je složitjší i dodržení pesných výrobních rozm kovací dutiny zápustky. Tím je také vtší opotebení zápustky. Složitjší tvary výkovku pinášejí i vtší tepelné rozdíly výkovk. Dochází k rozdílnému smrštní a tím nevyplnní celého tvaru dutiny zápustky. Norma SN zavádí tídní výkovku podle složitosti tvaru, ímž jsou tolerance stanoveny jednozna s ohledem na stupe pesnosti kování SN (obvyklé SN , pesné.2, velmi pesné.3 a provedení dle dohody.9) z nejvtších rozm výkovku ve smru kolmo k rázu a ve smru rázu. U složitjších výkovk jsou povoleny vtší tolerance Dlící rovina [1] [9] [10] K oddlení horní a spodní ásti zápustky slouží dlící rovina. Naší snahou je, abychom ji umístili tak, aby výkovek soumrn vyplnil horní a dolní ást zápustky. Toto se ne vždy podaí, druhá zásada je umístní v rovin s nejvtším prezem výkovku. lící rovina: rovná lomená zakivená Zápustky s lomenou dlící rovinou se používají pi kování složitých tvar, ale jejich výroba je velmi obtížná a drahá. lící plocha musí umožnit: Snadné vypracování zápustkových forem (nízké náklady na zápustky) Jednoduché (levné) pedkování výkovk Malou spotebu materiálu pro výkovek Ostré, isté a bezvadné vykování výkovku Snadné vyjímáni výkovku ze zápustkových forem Správný prh vláken Snadné a isté ostižení lící rovina a výronková drážka se umisují do roviny dvou nejvtších vzájemn kolmých rozm nebo do roviny soumrnosti výkovku. 33

35 3.6.4 Urení výchozího polotovaru [9] [10] [15] Abychom stanovili množství kovu, potebného na výkovek, je teba urit hmotnost a tvar polotovaru. K tomuto objemu výchozího materiálu je nutné pipoítat i objem kovu, který vytee jako výronek ze zápustky, pipoítáme také pídavek na opal pi ohevu a i další technologické pídavky, vyžaduje-li to daný výrobek. Vycházíme z výkresu výkovku. Objem polotovaru stanovíme následovn: [mm 3 ] (6) kde V p objem polotovaru [mm 3] V výk objem výkovku [mm 3 ] V výr objem výronku [mm 3 ] V o objem opalu [mm 3 ] Výpoet objemu je pro rotaní souástky pomrn snadný u podlouhlých výkovk je stanovení potebných dat nejjednodušší pomocí ideálního pedkovku. Ideální pedkovek se snažíme co nejvíce tvarov piblížit pipravovanému výkovku, jak bude rozdlen materiál podél osy výkovku a jak by ml být materiál rozdlen v pedkovacích operacích. Z ideálního pedkovku se vychází pi navrhování prezového obrazce a z toho snadno vypoítáme vsázkové množství kovu Rozmístní dutin a rozmry zápustek [9] [10] Výslednice sil vzniklých pi kování prochází stedem zápustky. Dutiny záputky rozmístníme tak, aby výsledný tlak padl do osy stroje a nekivil tím beran. Není nutné, aby sted zápustky s více dutinami byl osou soumrnosti, dležité však je aby sted nejvíce namáhané dokonovací dutiny ležel ve stedu zápustky. Tento požadavek není snadné dodržet u postupových zápustek, snahou je, aby dokonovací dutina byla umístna co nejblíže ke stedu zápustky. Zápustkové dutiny by mly být umístny tak, aby byly co nejblíže sob a zárove byla zachována dostatená tlouška stn, jak mezi dutinami, tak od okraje zápustky. Tlouška stn se zvtšuje s rostoucí hloubkou dutiny a ím menší jsou úkosy v dutinách. K usnadnní práce se snažíme, aby dutina zápustky byla otoená tak, že nejvtší a nejhlubší její díl je otoený smrem ke kovái i výpotu rozm zápustky se zavádí veliina T, která uruje závislost na hloubce dutiny H D, polomru zaoblení dna dutiny R a boních úkosech dutiny. Minimální vzdálenost dutiny od okraje zápustky s T cos (7) kde s 1 vzdálenost mezi dutinami zápustky [mm] T konstanta pro výpoet rozm zápustky 34

36 Obr 28 Vzdálenost dutiny od okraje [9] Dle vztahu (7) vychází li podle výpotu hodnota s 1 10, stanoví se pesto hodnota 10 jako mezní pro R H D Vyhazovae, vedení a upínání zápustek [9] [10] [31] Vyhazovae Vyhazovae slouží k uvolnní výkovku z dutiny zápustky tehdy, když dojde k zachycení výkovku nebo je uvolnní nesnadné. To mže nastat u hlubších a lenitých zápustek, ale i teba nedostateným mazáním, ofukováním okují a opotebením zápustek. V tchto pípadech volíme pi kování na lisech rzné zpsoby vyhazování. Dobe volený vyhazova zabrauje nadmrnému opotebení zvlášt okraj a siln namáhaných ástí zápustky a životnost nástroje se zvtšuje. Vyhazovae jsou specifickým zaízením každé kovárny a mžeme se setkat s horními, dolními variantami ešení vyhazova. Podle tvaru inné ásti vyhazovae (je ve styku s výkovkem), rozlišuje norma SN vyhazovae: prstencové kolíkové Prstencové se užívají pro výkovky s nábojem nebo otvorem v ose. Prr edávacího trnu se stanoví s ohledem na mrný tlak v dosedacích plochách z tchto vztah: Kolíkové vyhazovae se používají jako stedové, mimostedné nebo umístné v ploše výronku. Vyhazovae v dutin zápustky se ovládají od vyhazovae ve stole lisu. Souasné lisy mají vyhazovae ve všech operacích. 35

37 Obr. 29 Vyhazovae: prstencový a kolíkový [31] Vedení zápustek Vedení beranu bývá dosti nepesné hlavn u jednodutinových zápustek, kde vedení beranu nezaruuje zhotovení výkovku v požadované pesnosti. Proto je nutné použít nkterého z druhu vedení. To rozeznáváme: kruhové vodící kolíky podélné, pné, kížové zámky pro zachycení posouvacích sil Vodící kolíky se musí pevn zapasovat z hlediska bezpenosti do spodní zápustky, do horního dílu se zalisují pesná vodící pouzdra. Ta mžeme po opotebování vymnit, jinak hrozí vytluení otvor v horní zápustce a poškození i zápustky spodní. Kruhové nebo také obvodové vedení se používá u kruhových nebo tvercových zápustek a u tvar s pevážn soustruženou dutinou nebo u soumrných výkovk podle obou rovných os. Obdélníkové vedení je vhodné pro velmi nízké výkovky, nkdy jej kombinujeme s použitím vodících kolík. Kížové a boní vedení je velmi materiálové a pracovn nároné, proto se používá zídka. Zpravidla se používají zné kombinace uvedených zpsob. Záleží i na stavu kovacího stroje, vedení je nezbytné u starších vybhaných nebo vytluených stroj a i výrob nepesazených výkovk. Obr. 30 Zpsoby vedení zápustek A) Podélné vedení [9] 36

38 Pro kovací zápustky s vedením je poteba rozmrov vtší zápustkové bloky, ale to zna zdražuje výrobu. U postupových zápustek se vedení nepoužívá, protože by bylo znemožnno rovnomrné rozložení dutin. Obr. 31 Zpsoby vedení zápustek B) Kruhové vedení [9] Obr. 32 Zámek pro klikový lis [9] Upínání zápustek Zápustky se musí na kovacích strojích velmi dobe upnout. Podle volby kovacího stroje rozlišujeme: Upínání na bucharech Upínání na lisech Upínání na bucharech Pro upínání na bucharech platí normy SN , až Nejastjší upínání zápustek jak ástí horní tak i dolní se provádí stejn pomocí koene zápustky (rybiny) a upínací rybinovité drážky. Boní upínání je pomocí klínu, pero zajišuje zápustku proti posuvu axiálnímu. To se vkládá do boní drážky 37