2.2. A süllyesztékes kovácsolási technológia megtervezése

2.2.1. A kovácsolási módszer megválasztása

A kovácsolási módszer meghatározása nemcsak az (elő)alakítás módjának, azaz a kész alak megközelítése módszerének a megválasztását jelenti. A kovácsolási módszer meghatározása alatt a kiinduló darab megválasztását, illetve annak alakítási módját is értjük.

A kovácsolás gazdaságossága javítható, ha a kovácsolást rúdból lehet elvégezni. Ezt a módszert elsősorban kisebb súlyú kovácsdarabok gyártásakor alkalmazzák. Ilyenkor a rúd egyik végét felmelegítik, a hideg rúdvéget tartja a kovács. Megfelelő ütemű alakítással közbenső utánmelegítés nélkül több darab is készre kovácsolható. A kész darabot rendszerint a süllyesztékszerszám sarkán kialakított levágó késsel távolítják el a rúd végéről. Az így kovácsolt darabokat gyakran hidegen sorjázzák.

Az eljárás előnye a darabok biztos megfogása és gyors mozgatása egyik üregből a másikba. Hátránya viszont az, hogy a kovácsoknak jelentős holt tömeget kell mozgatni. Ezért ezt a módszert 50 mm-nél nagyobb átmérőjű rudakhoz már nem alkalmazzák. Az így kovácsolt darabok legnagyobb tömege mintegy 3 kg.

Nagyobb darabok gyártásához jól használható az a módszer, amelynél két (esetleg három) darabnak megfelelő rúdrészt vágnak le, és ebből átfordítással kovácsolják a darabokat. Ebben az esetben az egyik darab kovácsolásakor a másik fogónyúlványként szerepel.

A rúdból végzett kovácsolást általában hosszúkás alakú kovácsdarabok gyártására használják, amelyek hossztengelye párhuzamos a rúd tengelyével. Kicsi darabok esetén azonban ritkán előfordulhat, hogy a kovácsdarab tengelye merőleges a rúd tengelyére. A rúdból végzett kovácsolásnak a vízszintes duzzasztó gépeken és a kovácshengereken sokkal nagyobb a jelentősége, mint a kalapácsokon és a sajtókon.

Az egyes kovácsolási módszerek meghatározásához nyújt segítséget a 49. ábra, amelyből a kovácsolási módszert a kovácsdarab tömege és hosszúsága alapján lehet kiolvasni. Meg kell azonban jegyezni, hogy az egyes módszerek alkalmazási területét nem lehet mereven szétválasztani egymástól.

49. ábra

2.2.2. A sorjacsatorna típusának és méreteinek meghatározása

Mint a korábbi fejezetekben említettük, az optimális sorjacsatorna méretének meghatározása meglehetősen bonyolult feladat. Általában azonban - legalábbis első közelítésben - megfelelő pontosságú eredményt érhetünk el a következő összefüggés, illetve az 50. ábra felhasználásával:

| (18)

ahol | hs | a sorjahíd magassága, mm;
| mkd | a kovácsdarab tömege, kg.

50. ábra

A sorjacsatornák típusa és méretei célszerűségi okokból csoportosítva vannak. A kalapácsokon, illetve mechanikus sajtókon alkalmazható sorjacsatorna típusokat a 51. és az 52. ábrák mutatják be.

51. ábra | 52. ábra

A kiszámolt hs értékek alapján a 25. vagy a 26. táblázatból kell kiválasztani az ajánlott sorjacsatorna méreteket. Mivel a feltételezés szerint az összefüggés azt a legnagyobb hs értéket adja, amivel az üregtöltés még éppen megvalósítható, ezért a kiszámolt értéket lefelé kell kerekíteni, hogy az üregtöltés biztos legyen. Például ha a 18. összefüggés szerint kiszámolt érték hs = 1,87 mm-re adódna, akkor a táblázatból nem az 5. sorszámú, hs = 2,0 mm-es sorjacsatornát, hanem a 4. sorszámú, hs = 1,6 mm-es méretűt kell választani. A táblázat adatait az 53. ábra magyarázza.

53. ábra

25. táblázat Kalapácssüllyesztékek sorjacsatornájának méretei

Sor- szám | hs mm | h1 mm | R mm | I. Duzzasztás | II. Szélesítés | III. Fröccsentés
bs mm | b1 mm | Acsat mm2 | bs mm | b1 mm | Acsat mm2 | bs mm | b1 mm | Acsat mm2
1. | 0,6 | 3,0 | 1,0 | 6,0 | 18,0 | 0,52 | 6,0 | 20,0 | 0,61 | 8,0 | 22,0 | 0,74
2. | 0,8 | 3,0 | 1,0 | 6,0 | 20,0 | 0,69 | 7,0 | 22,0 | 0,77 | 9,0 | 25,0 | 0,88
3. | 1,0 | 3,0 | 1,0 | 7,0 | 22,0 | 0,80 | 8,0 | 25,0 | 0,91 | 10,0 | 28,0 | 1,04
4. | 1,6 | 3,5 | 1,0 | 8,0 | 22,0 | 1,02 | 9,0 | 25,0 | 1,13 | 11,0 | 30,0 | 1,55
5. | 2,0 | 4,0 | 1,5 | 9,0 | 25,0 | 1,36 | 10,0 | 28,0 | 1,53 | 12,0 | 32,0 | 1,77
6. | 3,0 | 5,0 | 1,5 | 10,0 | 28,0 | 2,01 | 12,0 | 32,0 | 2,33 | 14,0 | 38,0 | 2,78
7. | 4,0 | 6,0 | 2,0 | 11,0 | 30,0 | 2,63 | 14,0 | 38,0 | 3,44 | 15,0 | 42,0 | 3,85
8. | 5,0 | 7,0 | 2,0 | 12,0 | 32,0 | 3,43 | 15,0 | 40,0 | 4,34 | 18,0 | 46,0 | 5,06
9. | 6,0 | 8,0 | 2,5 | 13,0 | 35,0 | 4,35 | 16,0 | 42,0 | 5,30 | 20,0 | 50,0 | 6,42
10. | 8,0 | 10,0 | 3,0 | 14,0 | 38,0 | 6,01 | 18,0 | 46,0 | 7,69 | 22,0 | 55,0 | 9,03
11. | 10,0 | 12,0 | 3,0 | 15,0 | 40,0 | 7,68 | 20,0 | 50,0 | 9,88 | 25,0 | 69,0 | 12,08

26. táblázat Mechanikus préssüllyesztékek sorjacsatornájának méretei

Sor- szám | Nyomóerő kN | hs mm | bs mm | h1 mm | R mm | H mm | r mm
1. | 4500 | 1,0-1,5 | 4,0-5,0 | 5,0 | 15,0 | 1,0-3,0 | 0,5
2. | 9100 | 1,5-2,0 | 4,0-5,0 | 6,0 | 15,0 | 3,0-8,0 | 1,0
3. | 11800-15000 | 2,0-2,5 | 5,0-6,0 | 6,0 | 20,0 | 8,0-20,0 | 1,5
4. | 18000 | 2,5-3,0 | 6,0 | 6,0-8,0 | 20,0 | 20,0-30,0 | 2,0
5. | 23000 | 2,5-3,0 | 6,0 | 6,0-8,0 | 20,0 | 30,0-60,0 | 3,0
6. | 36000 | 3,5-4,0 | 6,0-8,0 | 8,0 | 25,0 | 40,0-60,0 | 4,0

2.2.3. A kiinduló darab alakjának és nagyságának meghatározása

A kiinduló darab alakját és méreteit az ún. ideális elméleti előgyártmány alapján határozzuk meg. Az ideális elméleti előgyártmányt a kovácsdarab keresztmetszet-diagramja (54. ábra) alapján szerkeszthetjük meg.

Az előgyártmány méreteit a kovácsdarab (készüreg) jellemző keresztmetszeteiből és a sorjába futó anyagmennyiségből kell meghatározni. Az előgyártmány valamely szelvényének keresztmetszet-területe:

| (19)

ahol | Akd,i | a kovácsdarab vonatkozó szelvényének keresztmetszet-területe;
| As,i | a sorja keresztmetszete.

54. ábra | 55. ábra

A sorjával növelt keresztmetszeteket úgy számoljuk ki, hogy a kovácsdarab bonyolultsági csoportszáma és a tömege alapján meghatározott anyagfelhasználási együtthatóval (56...59. ábrák) megszorozzuk a kovácsdarab jellemző keresztmetszet-területeit. A kovácsdarab két végén a sorját úgy kell számolni, hogy az átlagos sorjamennyiségnek mintegy 1,5-szörösét vesszük. A kapott görbe alatti terület lesz az elméleti előgyártmány térfogata (54. ábra). A szerkesztéskor a keresztmetszet-diagram homorú részeit domborúra kell változtatni úgy, hogy a keresztmetszet-diagram területe ne változzon (55. ábra).

56. ábra
57. ábra
58. ábra
59. ábra

A keresztmetszet-terület jellemző metszeteiből visszaszámolt átmérők jellemzik az elméleti előgyártmány méreteit:

| (20)

A kiinduló darab tömegének és méreteinek meghatározása ezek után a leégési veszteség figyelembe vételével történik. A kiinduló darab térfogatát úgy kapjuk meg, hogy az elméleti előgyártmány térfogatát megnöveljük az adott melegítési technológiára jellemző leégési veszteséggel:

| (21)

Szokásos körülmények között, kamrás, vagy réskemencében végzett első melegítéskor a revésedés mintegy 3 %-ot tesz ki (a szorzótényező ebben az esetben xle=1,03), míg esetleges további melegítéskor (több meleggel végzett kovácsoláskor) újabb 2 %-kal (xle=1,02) lehet számolni. Revésedés szempontjából az egyik legkedvezőbb az indukciós hevítés, ahol a revésedés gyakorlatilag elhanyagolható.

Ezután következhet a kiinduló darab méreteinek meghatározása. A kiinduló térfogat átlagolásával megkapjuk a kiinduló átlagkeresztmetszetet (A'ki), amiből a kiinduló darab (rúd) átmérője kiszámolható:

| (22)

Ez az a legkisebb rúdátmérő, amiből az adott darab biztonságos töltéssel kikovácsolható. Ha a darab alakja olyan, hogy kiinduló darabnak megfelelőbb a kvadrát-keresztmetszetű rúd, akkor a kiinduló darab méretét ennek megfelelően kell számolni:

| (23)

Ha indokolt, természetesen más kiinduló darabot is lehet tervezni (laposacél, durvalemez stb.).

Mivel a kovácsüzemek a hengerművektől csak szabványos méretű hengerelt terméket tudnak rendelni, az előbbiekben meghatározott átmérőt, ill. kvadrátméretet a szabványos méretsornak (MSZ 4337, MSZ 4341) megfelelően korrigálni kell (l. 27. és 28. táblázatok). Ügyelni kell arra, hogy a kiválasztott szabványos méret (pontosabban a névleges méret negatív tűréssel csökkentett értéke) csak több lehet, mint a kiszámolt átmérő (vagy négyzet élhossz). Süllyesztékes kovácsoláshoz általában elegendő a hengerelt terméket normál tűréssel rendelni.

A kiinduló darab hosszúságának meghatározásakor, azaz a darabolási méret megállapításakor figyelemmel kell lenni a választott kovácsolási technológiára. Kis és közepes súlyú darabok kovácsolásakor például gondoskodni kell fogónyúlványról, hogy a kovács biztosan foghassa a darabot. Ha darabolt rúdból történik a kovácsolás, akkor fogónyúlványként megfelelő lehet a rúd egy darabja, de ha túlzottan nagy a kiinduló átmérő, akkor le kell nyújtani a kovácsfogó számára alkalmas méretre. A fogónyúlvány hosszát a darabolási hosszúságba bele kell számolni.

Ha a kiinduló darab lemezhasíték, akkor is kell gondoskodni a fogónyúlványról. Egyes esetekben a kiinduló darab végének, vagy sarkának lelapításával lehet fogónyúlványt kiképezni. Ha valamilyen oknál fogva más módon nem valósítható meg a fogónyúlvány, hegesztéssel is lehet a darabhoz rögzíteni.

27. táblázat Melegen hengerelt köracélok méretei (MSZ 4337-81)

Névleges átmérő d, mm | Tűrés, mm | Szelvény- terület cm2 | Tömeg kg/m
normál | szűkített
6,0 | +/- 0,4 | +/- 0,3 | 0,283 | 0,222
6,5 | 0,332 | 0,260
7,0 | 0,385 | 0,302
7,5 | 0,442 | 0,347
8,0* | 0,503 | 0,395
8,5 | 0,568 | 0,445
9,0 | 0,636 | 0,499
9,5 | 0,709 | 0,556
10* | 0,785 | 0,617
11 | 0,950 | 0,746
12* | 1,13 | 0,888
13 | 1,33 | 1,04
14* | 1,54 | 1,21
15 | 1,77 | 1,39
16* | +/- 0,5 | +/- 0,4 | 2,01 | 1,58
17 | 2,27 | 1,78
18* | 2,54 | 2,00
19 | 2,84 | 2,23
20* | 3,14 | 2,47
21 | 3,46 | 2,72
22* | 3,80 | 2,98
23 | 4,15 | 3,26
24 | 4,52 | 3,55
25* | 4,91 | 3,85
26 | +/- 0,6 | +/- 0,5 | 5,31 | 4,17
28* | 6,16 | 4,83
30 | 7,07 | 5,55
32* | 8,04 | 6,31
34 | 9,08 | 7,13
36 | +/- 0,8 | +/- 0,6 | 10,2 | 7,99
38 | 11,3 | 8,90
40* | 12,6 | 9,85
42 | 13,9 | 10,9
45* | 15,9 | 12,5
48 | 18,1 | 14,2
50* | 19,6 | 15,4
55* | +/- 1,0 | +/- 0,8 | 23,8 | 18,7
60* | 28,3 | 22,2
65* | 33,2 | 26,0
70* | 38,5 | 30,2
75* | 44,2 | 34,7
80* | 50,3 | 39,5
85 | 56,7 | 44,5
90* | +/- 1,3 | +/- 1,0 | 63,6 | 49,9
95 | 70,9 | 55,6
100* | 78,5 | 61,7
110* | +/- 1,6 | +/- 1,3 | 95,0 | 74,6
120* | 113 | 88,8
125 | +/- 2,0 | +/- 1,6 | 123 | 96,3
130 | 133 | 104
140* | 154 | 121
150 | 177 | 139
160* | 201 | 158
170 | +/- 2,5 | +/- 2,0 | 227 | 178
180* | 254 | 200

28. táblázat Melegen hengerelt négyzetacélok méretei (MSZ 4341-81)

Névleges oldalhossz a, mm | Tűrés, mm | Szelvény- terület cm2 | Tömeg kg/m
normál | szűkített
6 | +/- 0,4 | +/- 0,3 | 0,36 | 0,283
7 | 0,49 | 0,385
8* | 0,64 | 0,502
9 | 0,81 | 0,636
10* | 1,00 | 0,785
11 | 1,21 | 0,950
12* | 1,44 | 1,13
14* | 1,96 | 1,54
15 | 2,25 | 1,77
16* | +/- 0,5 | +/- 0,4 | 2,56 | 2,01
18* | 3,24 | 2,54
20* | 4,00 | 3,14
22* | 4,84 | 3,80
24 | 5,76 | 4,52
25* | 6,25 | 4,91
28 | +/- 0,6 | +/- 0,5 | 7,84 | 6,15
30* | 9,00 | 7,06
32 | 10,2 | 8,04
35* | 12,2 | 9,62
40* | +/- 0,8 | +/- 0,6 | 16,0 | 12,6
45 | 20,2 | 15,9
50* | 25,0 | 19,6
55 | +/- 1,0 | +/- 0,8 | 30,2 | 23,7
60* | 36,0 | 28,3

2.2.4. Az előalakító üregek fajtájának meghatározása

Ha meghatározzuk a keresztmetszet-diagram alatti területet (pl. planimetrálással), a közepes keresztmetszet (Ae,k) kiszámolható:

| (24)

ahol | Ve | az elméleti előgyártmány térfogata (azaz a keresztmetszet-diagram területe), mm3;
| le | az előgyártmány hossza, mm.

A keresztmetszet-diagramba berajzolt közepes keresztmetszet vonala (vagy az ebből számolt de,k közepes átmérő) az elméleti előgyártmányt két részre osztja: szár részére és fej részére. A szárrészbe tartoznak a darab mindazon részei, amelyeknek de,k-nál kisebb az átmérője, fejrészbe pedig azok, amelyeknek átmérője ettől kisebb. Az egy fejrészből és a hozzá tartozó szárrészből álló ideális előgyártmányt elemi kovácsdarabnak nevezzük.

A gyakorlatban általában bonyolultabb, több elemi kovácsdarabból álló darabok fordulnak elő. Az ilyen darabokat több elemi kovácsdarabra kell osztani az 60. ábra szerint. A függőleges osztóvonal helyét úgy kell meghatározni, hogy fejrészének és szárrészének a közepes keresztmetszettől való eltérése azonos legyen.

60. ábra

Az elméleti előgyártmány(ok) méretei alapján lehet meghatározni az előalakításhoz szükséges előalakító üregek fajtáit. A kovácsdarab tömege és az elméleti előgyártmány méreteinek a függvényében az 61. ábrából kiolvashatjuk a szükséges előalakító üregeket. Az előalakító üregek kiválasztásához a darab súlyán kívül a következő tényezőkre van szükség:

| a kovácsdarab tagoltsága: |  | (25)
| a kovácsdarab karcsúsága: |  | (26)
| a szárrész kúpossága: |  | (27)

ahol | de,max | az elemi kovácsdarab legnagyobb átmérője;
| de,k | az elméleti előgyártmány közepes átmérője;
| le | az elméleti előgyártmány hosszúsága;
| de,sz,max | az elemi kovácsdarab szárrészének legnagyobb átmérője;
| de,sz,min | az elemi kovácsdarab szárrészének legkisebb átmérője;
| le,sz | az elemi kovácsdarab szárrészének hosszúsága.

Ha az a értéke 1,2-nél nagyobb, és a diagram szerint csak nyújtóüregre lenne szükség, célszerű még nyomóüreget és anyagelosztó üreget is alkalmazni. Ehhez szükséges a k tényező ismerete, ennek függvényében lehet a megfelelő üregtípust kiválasztani.

61. ábra

Fontos megjegyezni, hogy ha a kovácsdarab több elemi darabból áll, akkor az előalakító üregek típusát valamennyire meg kell határozni. Ezek közül természetesen azt az üregfajtát kell választani, amely az egész kovácsdarab előalakítására megfelelő lesz, azaz amelyik a meghatározottak közül a legnagyobb mértékű előalakítást végzi.

Az olyan darabok kovácsolásához, amelyeknél fontos a fejrészek egymástól való pontos távolsága és pontos töltése, mindig anyagelosztó üreget kell alkalmazni.

Ha a kiinduló anyag átmérője 30 mm-nél nagyobb, a fogónyúlvány kialakíthatósága miatt nyújtóüreg helyett nyomó vagy nyitott anyagelosztó üreget kell használni. Ha kovácsoláskor hajlító vagy alakító üregre is szükség van, akkor az ábra alapján választott nyújtó és nyitott anyagelosztó üreg helyett csak nyitott anyagelosztó üreg is megfelel.

2.2.5. Az előalakító üregek tervezése

2.2.5.1. A nyomóüreg

A nyomóüreg magassági méreteit az elméleti előgyártmány megfelelő átmérői alapján állapítjuk meg (62. ábra).

62. ábra

Az üreg azon részeinek magassága, ahonnan anyagot kell elszorítani:

| (28)

ott pedig ahol anyagot kell felvenni:

| (29)

Az intervallumok kisebb értékei 50 mm-nél nagyobb átmérőjű rudaknál használatosak.

Az üreg szélessége:

|  | (30)

ahol | At | a kiinduló darab (rúd) keresztmetszet-területe;
| hmin | az elméleti előgyártmány alapján meghatározott üregmagasság.

A fogónyúlvány üregrész nyitása 45°-os. Méretei:

| (31)

| (32)

ahol Dt a kiinduló darab (rúd) átmérője.

Az üreg végének nyitásával a darab végén kialakuló éles átmenetek, gyűrődések kialakulását lehet megakadályozni. Ennek méretei:

| (33)

| (34)

2.2.5.2. Az alakítóüreg

Az üreg körvonalát a készüreg osztósíkjának körvonala alapján kell megszerkeszteni úgy, hogy az üreg magassági méretei annál 1-2 mm-rel kisebbek legyenek (63. ábra).

63. ábra

Azokon a helyeken, ahol a kész előtti üreg anyagot szorít el, a különbséget 3...5 mm-re kell növelni. Mivel az üregből a darabot 90°-os elfordítással viszik a következő üregbe, ellenőrizni kell, hogy abban nem következik-e be kihajlás. Ezért a darab az alakító üreg legvékonyabb helyén se legyen szélesebb, mint magasságának 2,5-3-szorosa.

Az üreg B szélességét ugyanúgy határozzuk meg, mint a nyomó üregnél (30. összefüggés).

A fogónyúlvány üregrész nyitása itt is 45°-os, méreteit is hasonlóan számítjuk, de kissé nagyobbak az értékek:

| (35)

| (36)

2.2.5.3. Az anyagelosztó üreg

64. ábra

Az anyagelosztó üreg magassági méreteit - függetlenül attól, hogy nyitott (64. ábra), vagy zárt üregről van szó - egyformán, az előgyártmány számított méretei alapján határozzuk meg. Az üreg magassága ott, ahonnan anyagot kell elszorítani:

| (37)

ott pedig ahol anyagot kell felvenni:

| (38)

A nyitott anyagelosztó üreg szélessége:

| (39)

65. ábra

A zárt anyagelosztó üreg ovál üregezésű (65. ábra). Az üreg szélességét az előgyártmány legnagyobb magassága alapján számíthatjuk ki:

| (40)

Az üreg szélessége végig állandó, a mindenkori üregmagasságot az előgyártmány magassága alapján kell számolni. Ennek megfelelően az oválüreg sugara a következő összefüggés szerint szelvényről-szelvényre változik:

| (41)

Az üreg végének nyitását és a fogónyúlvány üreg méreteit a nyomóüregnél ismertetettek szerint kell számolni.

2.2.5.4. A nyújtóüreg

A nyújtó üreget leggyakrabban a szerszámtömb szélén helyezik el (66. ábra).

66. ábra

A nyújtó felületek közötti távolság az előgyártmány mérete alapján számolható:

| (42)

ahol de,min az előgyártmány legkisebb átmérője.

Ha a nyújtási műveletet anyagelosztás követi, akkor az anyagelosztás után kapott szárrész közepes átmérőjével (de,k,szár) kell számolni:

| (43)

A szorzótényező kisebb értékét l1 > 500 mm, a nagyobbat l1 < 200 mm esetén vesszük számításba, ahol l1 a nyújtott darab hosszúsága.

A nyújtó felület hossza:

| (44)

ahol Dt a kiinduló darab átmérője, vagy négyzetoldala.

Az üreg lekerekítési sugarai:

| (45)

A nyújtó felület a jobb nyújtó hatás érdekében ívelt. Mértékét a lekerekítések ismeretében számolhatjuk:

| (46)

A nyújtó üreg hosszúságát úgy kell megállapítani, hogy a darab biztonsággal elférjen az üregben, ezért a nyújtott darab számítással meghatározott hosszához (l1) egy biztonsági értéket (l2 » 5 mm) hozzá kell adni.

Az üreg magassága az üregben lévő legmagasabb darabrész magasságának 1,2-szerese, de legalább:

| (47)

A nyújtó üreg szélessége:

| (48)

A nyújtó felületet szokták a süllyeszték sarkába 12...18°-os szögben is bemunkálni, aminek ugyan hátránya, hogy a darab könnyen elgörbül (67. ábra).

67. ábra

Ilyenkor a nyújtó felület szélessége:

| (49)

2.2.5.5. A hajlítóüreg

68. ábra

A hajlító üreget (68. ábra) mindenképpen úgy kell kiképezni, hogy az egyenes darab behelyezésekor az legalább két helyen felfeküdjön, a vége pedig egy ütközőfelületnek támaszkodjék. A darab központosítására az üreg kiálló részei homorúak. A homorúság mértéke:

| (50)

Fontos, hogy az egyik süllyeszték fala és a másik süllyesztékfélben lévő hajlító üreg kiálló része között megfelelő méretű hézagot kell tartani. Ezt a medve tömegétől függően kell megválasztani (pl. 0,75...15 t tömegű medve esetén D = 4...10 mm).

A hajlító üregben az alakítást nagy sugárral kell végezni, mert különben a hajlítást követően a kész előtti, vagy a készüregben végzett kovácsolás során a belső oldalon kifutó sorja gyűrődése a munkadarabba juthat.

A hajlító üreg szélessége:

| (51)

ahol | C=10...15 mm | körkeresztmetszetű darabnál;
| C=20...30 mm | négyzetes darabnál.

2.2.5.6. A levágókés

A rúdból kovácsolt kész kovácsdarabot késsel vágják le. A kést a süllyesztéktömbre erősítik fel, esetleg a késeket levágó üregként a süllyesztéktömbben alakítják ki (69. ábra).

69. ábra

A kést a süllyeszték homloklapjának vagy hátsó oldalának szélén képezik ki. A hátsó oldalon elhelyezett kés a kedvezőbb, mert nem okoz benyomódást a kovácsdarabon, és vágáskor nem gyűri össze a sorját. A hátsó kés ezért mindig alacsonyabb és keskenyebb, mint a mellső kés.

2.2.6. A kész- és a kész előtti üreg tervezése

A készüreg alakját a technológiai szempontból helyesen megtervezett kovácsdarab alakja határozza meg. A méretek megállapításakor figyelembe kell venni a süllyesztékben kovácsolt darab lehűlésekor jelentkező zsugorodást és a leégési veszteséget. Munka közben a süllyeszték is felmelegszik, a méretezéskor a darab zsugorodásán kívül ezt is figyelembe kell venni. A zsugorodás mértéke a kovácsolás befejező hőmérsékletétől és az alakított anyag kémiai összetételétől függ. Néhány acéltípus lineáris zsugorodási görbéjét szemlélteti a 70. ábra.

70. ábra

A kész előtti üreg a készüreg kopásának csökkentésére szolgál. Az üreg alakja a készüregéhez hasonló, tehát a végső alak kialakításához szükséges alakváltozás nagy része már ebben megtörténik.

A kész előtti üreget - eltérően a készüregtől - sorjacsatorna nem veszi körül (71. ábra), az anyagfelesleg a két süllyesztékfél párhuzamos felületei közé áramlik ki. Az üregtöltés megkönnyítése céljából a kész előtti üreg oldalferdeségei 2-3°-kal nagyobbak a készüregétől, lekerekítési sugarai pedig lényegesen nagyobbak (különösen azokon a helyeken, ahol nagyobb mennyiségű anyagot kell elszorítani).

71. ábra

A kész előtti üreg oldalainak ferdeségét az osztósíkból kiindulva kell megrajzolni (72. ábra). A kész előtti üreg általában magasabb és keskenyebb, mint a készüreg. Ilyenkor a készüregben duzzasztás jellegű alakváltozás megy végbe, az üreget kitöltő anyag nem súrlódik az üreg falán, ezáltal kisebb lesz annak kopása. A különböző alakokhoz tartozó kész előtti üregalakokat a 73. ábra szemlélteti. Mindegyik alak magassági irányban nyúlik, így lesz a körszelvényű kész alakból álló ellipszis alakú kész előtti üreg. A kész előtti üreg - a darab nagyságától függően - 1...4 mm-rel keskenyebb a készüregnél. Ha a keresztmetszet és a szélesség ismert, a magasság kiszámítható.

72. ábra

73. ábra

A kovácsdarab méretéhez képest kismértékű kiugrásokat és bemélyedéseket a kész előtti üregbe nem szokták belemunkálni.

Különleges figyelmet kell fordítani a kengyelek és villák szárai közötti részek kialakítására. Az üregnek ezt a részét úgy kell szerkeszteni, hogy az az anyagfolyást könnyítse. Amennyiben a villa előalakot hajlítással képeztük ki, a közötte lévő üregrész alsó és felső része akkor is csak kivételes esetben érhet össze (74/a. ábra). Ha azonban más módon előalakított darab kerül a kész előtti üregbe, akkor semmiképpen nem érhet össze (74/b. ábra). Ebben az esetben a készüreg megfelelő kiképzéséről is gondoskodni kell: a középen lévő anyagmennyiség felvételére alkalmas üregrészt (belső sorjazsákot) kell kiképezni.

74. ábra

Rúdból végzett kovácsoláskor a rúd befogadására, fogóval végzett kovácsoláskor pedig a fogó fejének behelyezésére mind a kész-, mind a kész előtti üreghez ún. fogónyúlvány üreget kell kialakítani (75. ábra). Az üreg jellemző méreteit a kiinduló rúd átmérője függvényében a 29. táblázat tartalmazza. Ha a kész- és a kész előtti üreg fogónyúlványa közötti falvastagság (e) mérete 10-15 mm-nél kisebbre adódna, akkor a fogónyúlvány üregek elválasztó falát nem szükséges kiképezni (76. ábra). Ezzel egy nagy, közös fogónyúlvány üreg alakul ki.

75. ábra | 76. ábra

A süllyesztéküregeket megmunkálásuk után alakjuk és méreteik ellenőrzésére ólommal, mérettartó gipsszel, vagy speciális műanyaggal öntik ki. Ehhez beöntő csatornát kell kiképezni, amelynek a méreteit a 30. táblázatból lehet kiolvasni. Ha a kovácsdarab tömege 10 kg-nál kisebb, akkor körszelvényű beöntő csatornát alkalmaznak, amelynek átmérője:

| (52)

29. táblázat A fogónyúlvány üreg méretei

Átmérő, mm | Az üreg méretei, mm
-tól | -ig | A | B | R
0 | 15 | 20 | 30 | 8
15 | 24 | 26 | 40 | 10
25 | 33 | 32 | 50 | 12,5
34 | 42 | 37 | 60 | 15
43 | 50 | 43 | 70 | 15
51 | 59 | 48 | 80 | 20
60 | 68 | 55 | 90 | 20
69 | 76 | 60 | 100 | 20
77 | 85 | 65 | 110 | 25
86 | 95 | 70 | 120 | 25
96 | 110 | 80 | 140 | 25

30. táblázat A beöntő csatorna méretei

A kovácsdarab tömege m, kg | A beöntő csatorna
-tól | -ig | szélessége f, mm | félmagassága c, mm
0 | 0,2 | 6,0 | 1,0
0,2 | 2,0 | 8,0 | 1,5
2,0 | 3,5 | 8,0 | 2,0
3,5 | 5,0 | 10,0 | 2,5
5,0 | 6,5 | 10,0 | 3,0
6,5 | 8,0 | 12,0 | 3,5
8,0 | 10,0 | 14,0 | 4,0

2.2.7. Az üregek elhelyezése a süllyesztéktömbben

Süllyesztékes kovácsolásnál alapvető követelmény, hogy az alakítás során ható erők ne okozzanak olyan fölösleges járulékos igénybevételeket, amelyek mind a szerszámra, mind az alakító gépre károsak. Ez olyan szerszámszerkesztési módszerrel érhető el, hogy a kovácsdarab és a sorja vetületének együttes súlypontját ráhelyezik a süllyesztékszerszám súlypontjára (a fecskefarok és a rögzítő retesz tengelye metszéspontjára), a szerszámot pedig ezt követően természetesen központosan szerelik a medvére.

Az üreg súlypontjának megszerkesztésére a 77. ábra mutat egy grafikus módszert. Ennél a módszernél az üreget (készüreg esetén a sorjacsatornával együtt) jellemző részei alapján olyan egyszerű geometriai részalakzatokra bontjuk, amelyeknek a súlypontja könnyen szerkeszthető és a részterületek is egyszerűen számíthatók. A részfelületek területét vektorként kezelve A-l koordinátarendszerben ábrázoljuk (görbe darabok esetén két egymásra merőleges koordinátarendszerben).

77. ábra

A példa szerinti ábrán a szerkesztés menete ezt követően a következő: Az A3 területvektor hatásvonalában negatív irányban felmérjük az A2 területvektort. Ennek végpontját összekötjük az A3 magasságvonala és az A2 hatásvonala metszéspontjával. A tengelyből kimetszett P pontból felmérjük az A3 és A2 összegét, negatív irányban pedig az A1-et. A korábbihoz hasonló módon húzott ferde egyenes kimetszi (S' ) a három részfelület összesített - azaz közelítően a süllyesztéküreg - súlyvonalát. Egyenes kovácsdarab esetén e súlyvonal és a kovácsdarab tengelyének metszete adja a súlypontot (S). Görbe darab esetén a két merőleges súlyvonal metszetében lesz a kovácsdarab súlypontja (az ábrán a függőleges szerkesztésnek csupán a végeredményét, a súlyvonalat rajzoltuk be).

Ha a süllyesztékben a készüreg mellett kész előtti üreg is van, akkor a két üreget a 78. ábrán látható módon úgy helyezik el, hogy a két üreg vetületterületének súlypontját összekötő egyenest az alakító erő támadási pontja 1/3 - 2/3 arányban ossza. Azt az üreget, amelyben a darab jobban tapad, tehát nehezebb kiemelni, a fogónyúlvány üreghez közelebb lehet elhelyezni.

78. ábra

A kis alakító erővel járó előalakítást végző üregeket a süllyesztékszerszám szélén helyezzük el (a nyitott üregek esetében ez egyébként is természetes). Az üregek sorrendjének megállapításakor a technológiai sorrendet kell figyelembe venni.

2.2.8. A süllyesztéktömb fő méreteinek meghatározása

A süllyesztéktömb fő méreteit a benne elhelyezett üregek határozzák meg. Az egyes süllyesztéküregek között a szerszám tartóssága érdekében bizonyos távolságot kell biztosítani. Ezek a falvastagságok és az üregek méretei együttesen adják a süllyesztéktömb minimális méreteit.

Az egyes falvastagságokat tapasztalati adatok alapján lehet meghatározni. Ha a süllyesztéktömbbe csupán egy üreget kell bemunkálni, akkor a tömb és az üreg széle közötti falvastagság a 79. ábra jelölései szerint:

| (53)

ahol a T tényezőt az üregmélység (h), az oldalferdeség (a) és a lekerekítési sugár (R) alapján nomogramból állapíthatjuk meg (80. ábra).

79. ábra

80. ábra

Az üregek közötti falvastagság megállapításakor T értékét a mélyebb üreg méretei alapján kell kiszámítani. Több darabos kovácsoláskor az egyforma alakú üregek közötti falvastagság:

| (54)

Az üreg széle és a fogónyúlvány közötti távolság:

| (55)

A szükséges legkisebb falvastagságok meghatározása magában még nem biztosítja a legcélszerűbb tömbméreteket. A kapott méreteket abból a szempontból is ellenőrizni kell, hogy a rendelkezésre álló ütköző felület megfelelő méretű-e. Gyakorlati tapasztalatok alapján kalapácssüllyesztéken a medve és a felső süllyeszték együttes tömege alapján tonnánként 250...300 cm2 ütköző felületet kell biztosítani. Kemény ütéseknél a süllyesztékfelület nyomó igénybevétele még ilyenkor is mintegy 1000 N/mm2. Ha az ütköző felületek kicsik, akkor a felület deformálódik, a darabok méretpontossága csökken, a szerszám idő előtt tönkremegy. A felületek számításakor a készüreg körül elhelyezkedő sorjacsatornát, valamint a szerszám vezető elemei által elfoglalt területet nem szabad figyelembe venni.

A süllyesztékek magassági méretének meghatározására a legmélyebb üreg mélysége a meghatározó. A süllyesztéktömbök ajánlott méreteit a 31. és a 32. táblázat tartalmazza.

31. táblázat A hasáb alakú süllyesztétömbök méretei (MSZ 5748)

A süllyesztéktömb |  | A süllyesztéktömb
hossza A, mm | szélessége B, mm | magassága C, mm |  | hossza A, mm | szélessége B, mm | magassága C, mm
140 | 112 | 100 |  | 355 | 180 | 140
140 | 125 | 112 |  | 355 | 225 | 160
140 | 140 | 118 |  | 355 | 250 | 160
160 | 140 | 125 |  | 400 | 180 | 160
160 | 160 | 125 |  | 400 | 200 | 160
180 | 160 | 125 |  | 400 | 250 | 160
180 | 180 | 125 |  | 450 | 315 | 180
200 | 140 | 125 |  | 450 | 355 | 180
225 | 160 | 140 |  | 500 | 315 | 180
250 | 180 | 140 |  | 500 | 355 | 200
280 | 180 | 140 |  | 560 | 355 | 200
315 | 180 | 140 |  | 630 | 400 | 200
315 | 250 | 140 |  |  |  |

32. táblázat Süllyesztétömbök magassági méretei (MSZ 5748)

A süllyesztéküreg magassága h, mm | A süllyesztéktömb magassága C, mm
-tól | -ig
0 | 10 | 100
10 | 20 | 160
20 | 30 | 180, 200
30 | 40 | 200, 225
40 | 50 | 250
50 | 100 | 280, 315, 355, 400
100 | 150 | 355, 400, 450, 500, 550

      A jegyzet elejére   A fejezetet elejére   A következő fejezetre