Buchary pro zápustkové kování

Mezi nejstarší typy bucharů pro zápustkové kování patří stroje pracující na principu prostého volného pádu hmotného beranu.

Jde o buchary:

• Deskové. Beran je uchycen na spodní straně svislé desky, ktzerá slouží ke zvedání beranu pomocí přítlačných kladek. uvolněním kladek a odjištěním zádržných palců dochází k pádu beranu. hmotnost beranu až 2,5 tun.
• Řetězové, lanové, pásové. Beran je uchycen na konci řetězu (lana,pásu), který jepři zvedání navíjen na buben. Přenos otáčivého pohybu na buben probíhá přes pneumatickou lamelovou spojku a jejím uvolněním dochází k pádu beranu. Hmotnost beranu až 7 tun.

Obr. 1: Řetězový buchar

Pracovní postup při kování na bucharech

Postup kování spočívá v těchto krocích (operacích):

• Předkování na bucharech se kove převážně postupově.

• Povrch výkovku je kvalitnější, protože okuje opadají z výkovku během kování.

• Účelem předkování je rozdělení materiálu ve směru podélném i příčném tak, aby v dokončovací dutině nedocházelo k přemisťování materiálu v podélné ose.

• Šetří se tím materiál i dutina zápustky

• Kování

• Ostřižení výronku, případně blány

• Zpracování výkovku

Při návrhu pracovního postupu výroby výkovku je nutné zohlednit počet přípravných dutin, ve kterých se objem předkovku rozdělí.

Volba či kombinace dutin se provádí pomocí diagramů a tabulek, pomocí nich se sestrojí tzv. ideální předkovek.

Ideální předkovek je osově souměrné těleso, jeho objem Vip se rovná objemu výkovku Vv, zvětšenému o objem výronku Vvr a jeho délka lip se rovná délce výkovku lv.

Vychází se z výpočtu obsahu ploch Sip v charakteristických řezech výkovku (S₁, S₂) a ty se převedou na průměry ideálního předkovku.

Výpočet:

Ideální předkovek se převede na redukovaný ideální předkovek, co je válcové* těleso stejného objemu, o průměru dre* a délce lre.

Nanesením hodnot obsahů Sip ve zvoleném měřítku m *v pořadí výšek se dospěje k základnímu průřezovému obrazci ideálního předkovku. *

*Redukovaný průřezový obrazec má tvar obdélníku o výšce hre a stejnou plochu, a je tedy vymezen přímkou. *

*Část základního průřezového obrazce ideálního předkovku, která ji převyšuje je nazývána hlavou a její plocha Sh je v relaci k ploše Sd v oblasti dříku. *

Sd *odpovídá přebytečnému objemu materiálu, který je nutno dodat do oblasti hlavy, a to vhodným výběrem přídavných dutin. *

Děje se tak pomocí parametrů např. dmax/dre, li/dre, kuželovitosti dříku a různých grafů.

Redukovaný ideální předkovek v principu odpovídá rozměrům výchozího polotovaru, avšak je třeba připočítat přídavek na opal a objem blány otvoru.

Dokončovací dutina se nachází v ose beranu a je opatřena výronkovou drážkou.

Klasický průřezový tvar výronkové drážky dokončovací dutiny:

Zúžené místo můstek brzdí vytékání kovu, zbylý úsek zásobník se zaplňuje asi na 70 % přebytečným materiálem.

Rozměry a geometrie drážky je dána normou ČSN 22 830 (Zápustky pro buchary. Směrnice pro konstrukci.), kde jsou také uvedeny vzdálenosti mezi dutinami, jejich vzdálenosti od okrajů apod.

Strojní kování se dělí na:

• Volné kování – tvar výkovku se zhotoví mezi dvěma kovátky bucharu.

  • Přesnost výkovku je závislá především na dovednostech kováře.

  • Používají se k tomu různé přípravky a pomůcky a své uplatnění nachází v menších provozovnách při výrobě a opravách zemědělského nářadí a strojů.

• Zápustkové kování – výrobek má tvar a velikost podle tvaru dutiny zápustky.

  • Výkovky mohou mít i složitý tvar a přesnějších rozměry než výkovky při volném kování.

• Kování s pomocí lisů různých typů – materiál se u nich zpracovává klidným tlakem, na rozdíl od bucharů pracujících údery.

  • V průmyslových kovárnách se lisováním zhotovují těžké výkovky.

Kování s pomocí lisů

Zápustkové kování na svislých klikových lisech

Zdvihový stroj – pohyb beranu je pomocí klikového mechanismu.

Pracuje tlakem a jeho zdvih je stále stejný.

Nevýhodou je, že okuje se zakovou do výkovku, proto se musí odstraňovat nebo zvolit takový ohřev, při kterém jich vzniká málo.

Pracovní rychlost je 0,5 ÷ 0,8 m/s.

Spodní poloha beranu je neměnná.

Horní část zápustky má přesně určenou dolní polohu, čela zápustek na sebe nedosedají.

Dutina se zaplňuje při jediném zdvihu lisu.

Počet dutin musí být roven počtu zdvihů beranu, které jsou nutné k zhotovení výkovku.

Výkovky lze automaticky vyhazovat pomocí vyhazovače z dutiny zápustky, proto lze volit i menší úkosy.

Vhodné pro výkovky se symetrickým, kruhovým nebo kvadratickým půdorysem (i s dříkem), výkovky s krátkou podélnou osou (čepy, páky, ojnice, vidlice, kliky).

Výronková drážka v dokončovací dutině pro lis je oproti bucharům otevřená.

Obr. 2: Klikový lis

Zápustkové kování na vřetenových lisech

Energetický tvářecí stroj – dosedací rychlost je 0,5 ÷ 0,9 m/s.

Kovací kapacita lisu je určena jeho jmenovitou silou Fj.

Výkovek se kove v jednodutinové zápustce jedním, max. dvěma údery, výjimečně lze kovat v jedné předkovací dutině (funkce dutiny: ohýbání, zužování, tvarování); dokončovací dutina je polohována vždy do osy vřetene.

Lze kovat tvarově jednoduché výkovky (převládá pěchování), nedoporučuje se kovat výkovky s tenkými stěnami a vysokými žebry.

Lisy se využívají v malosériové výrobě, pro rovnání, kalibrování, děrování, stříhání nebo ostřihování výronků.

Lis má vyhazovač uložený zpravidla ve spodní části nástroje, má možnost regulovat energii úderu změnou otáček setrvačníku.

Kove se převážně v otevřených zápustkách hranolovitého nebo válcovitého tvaru.

Lisy jsou také využívány pro kování v uzavřených dělených zápustkách; vyrážeč v závěru procesu vysouvá z objímky obě části zápustky, které se rozevřou a výkovek lze snadno vyjmout.

Výkovky jsou menší, členitější, z neželezných kovů a slitin.

Obr. 3: Vřetenový lis

Zápustkové kování na hydraulických lisech

K překonání deformačního odporu se využívá u hydraulických lisů potenciální energie, která je dána tlakovým médiem (olej) v hlavním válci.

Jmenovité pracovní síly Fj lze dosáhnout v kterékoliv poloze beranu, která je k dispozici po celou dobu jeho zdvihu.

Rychlost beranu je oproti bucharům či klikovým lisům značně menší.

Pro objemové tváření se užívá pracovní rychlost pro běžné oceli 0,01 ÷ 0,05 m/s; 0,01 ÷ 0,02 m/s pro kovy citlivé na rychlost deformace (Al slitiny, Ti slitiny, legované oceli).

Rychlost deformace a stupeň deformace při změně deformační práce v teplo ovlivňují vzrůst teploty v průběhu kování, co negativně ovlivňuje v zúžených místech zápustky vzrůst lokální teploty -> zhrubne zrno.

Hydraulické lisy se využívají pro:

• Kování velkorozměrových výkovků (rámy, panely, přepážky)

• Kování protlačováním (dlouhé duté výkovky)

• Kování obtížně tvářitelných slitin

• Přesné kování tvarově složitých výkovků v uzavřených zápustkách

Nedoporučuje se realizovat operace rozdělování a prodlužování.

Kove se v jednodutinové zápustce, v přípravných dutinách se provádějí pěchovací, ohýbací a zužovací operace.

Obr. 4: Hydraulický lis

 

Zdroje

 

• ČERMÁK, Miloslav. Technologie kovářských prací pro 2. a 3. ročník učebního oboru kovář. 1. vyd. Praha: Institut výchovy a vzdělávání ministerstva zemědělství České republiky, 1994, 132 s. ISBN 80-710-5072-5.
• BOTHE, Otakar. Strojírenská technologie 2 pro strojírenské učební obory. 1. vyd. Praha: SNTL, 1980, 164 s.
• Katedra strojírenské technologie, FS, TU v Liberci [online]. 2005 [cit. 2014-12-02]. Dostupné z: http://www.ksp.tul.cz/

Obrázky

• Obr. 1: Multimediální projekt 2008 ZČU/FST/KKS. Multimediální projekt 2008 ZČU/FST/KKS [online]. 2008 [cit. 2015-01-20]. Dostupné z: http://multimedia08.zcu.cz/mbuchar.htm
• Obr. 2 - 4: Oddělení tváření kovů a plastů. Katedra strojírenské technologie FS, TU v Liberci [online]. 2004 [cit. 2015-01-20]. Dostupné z: http://www.ksp.tul.cz/cz/kpt/obsah/vyuka/lisovna_k/lisovna.htm
• Obr. 5 a 6 a video jsou z archívu školy.

Testy