Otvorite vodič za kovanja: proces, tolerancije, trošak i planiranje vremena isporuke

Glavna osovina konusne drobilice od 12 tona počinje život kao ingot od 18 tona, a prva odluka s kojom se kupac suočava nije tolerancija strojne obrade, već način na koji će se metal oblikovati. Otkovci s otvorenim kalupom rješavaju taj problem za većinu velikih dijelova s ​​malim volumenom i visokim integritetom, jer se vrući radni predmet obrađuje između ravnih ili jednostavnih kalupa koji ga nikada u potpunosti ne zatvaraju. Metal može slobodno teći bočno, a oblik se gradi nizom prolaza umjesto da se pritisne u jednom potezu. Ta jedina karakteristika odlučuje o rasponu veličina koje možete kupiti, alatu koji plaćate, tolerancijama koje su realne i koliko metala ostaje za radionicu. Ovaj vodič objašnjava proces, pošteno ga uspoređuje sa zatvorenim radom kalupa i prikazuje brojeve koji su važni kada objavite narudžbenicu.

Kovanja s otvorenim kalupom objašnjena u praktičnim terminima

Otvoreno kovanje, koje se naziva i slobodnim kovanjem, koristi čekić ili prešu s ravnim, u obliku slova V ili jednostavnim konturama. Operater ili manipulator rotira i premješta obradak između udaraca, tako da se konačna geometrija razvija u fazama. Osnovne operacije su uznemirujuće, što smanjuje visinu i povećava promjer, nazubljenje ili izvlačenje, što smanjuje poprečni presjek i produljuje duljinu, plus bušenje, probijanje i širenje prstena na prstenastom mlinu. Tipični proizvodi su osovine, diskovi, prstenovi, blokovi, rukavci i stepenaste osovine koje mogu doseći nekoliko metara duljine. Budući da su matrice jednostavne i obično se dijele na više brojeva dijelova, ulaganje u alate ostaje nisko, a to je glavni razlog zašto otvoreno kovanje matrica ostaje zadani put za jednokratne i male serije teških dijelova. Kompromis je dimenzionalna kontrola: budući da su tolerancije za kovanje šire od zatvorene matrice, crteži obično sadrže dodatak za strojnu obradu, a radionica nakon toga reže dio na konačnu veličinu.

Otvoreno kovanje u odnosu na zatvoreno kovanje

Počnite s pravilom odlučivanja. Ako je dio velik, naručen u malim količinama i ionako namijenjen za radionicu, otvoreno kovanje gotovo je uvijek jeftiniji put. Ako je dio kompaktan, potreban u desecima tisuća i koristi se blizu konačnog oblika, zatvoreno kovanje pobjeđuje. Tablica u nastavku sažima razlike koje pokreću taj izbor.

Radarski dijagram oba procesa ocjenjuje od 0 do 100 na pet kriterija kupnje, pri čemu viši rezultat uvijek znači bolji ishod za kupca. Otvoreno kovanje prednjači u veličini, cijeni alata i rasponu materijala, jer jednostavni alati rade s velikim presjecima i neobičnim legurama bez namjenskog alata. Zatvoreno kovanje kalupa preuzima osi preciznosti i volumena, budući da matrice za otiskivanje kontroliraju oblik u jednom potezu, a trošak alata raspoređen je na vrlo velike serije. Dva se obrisa križaju u sredini, a to križanje je praktični razlog zašto mnoge tvornice koriste oba načina, zatvorenu matricu za kompaktne visokoproizvodne dijelove i otvorenu matricu za velike osovine, prstenove i diskove. Kao grubo pravilo kupnje, dio teži od oko 500 kg ili širi od otprilike 600 mm gotovo uvijek sleti na otvorenu stranu tog križanja. Rezultati su relativni pokazatelji, a ne specifikacije, stoga potvrdite stvarna ograničenja u odnosu na opremu određene kovačnice prije objavljivanja crteža.

Protok zrna, omjer smanjenja i svojstva koja plaćate

Kovanje mijenja više od geometrije. Razbija lijevanu strukturu ingota, zatvara unutarnju poroznost i poravnava inkluzije duž smjera protoka metala, zbog čega kovana osovina nadmašuje lijevani ili jednostavno strojno obrađeni ekvivalent u zamoru i udaru. Ključni broj je omjer redukcije, izračunat kao površina početnog presjeka podijeljena površinom konačnog presjeka. Specifikacije opreme za napajanje, offshore i tlačne opreme obično zahtijevaju minimalno 3:1, a zahtjevne aplikacije traže 4:1 ili više. Korisno pitanje je gdje se dodatno smanjenje prestaje isplatiti.

Linijski dijagram prikazuje relativnu udarnu žilavost i vlačnu čvrstoću u odnosu na omjer redukcije kovanja, s osnovnom linijom lijevanog od 100. Obje krivulje strmo se penju između 1:1 i 3:1, raspona u kojem je poroznost zatvorena, a gruba lijevana struktura zamijenjena finijim, jednoličnijim zrnom. Između 3:1 i 4:1 poboljšanje se nastavlja, ali puno sporije, a nakon 5:1 linije su gotovo ravne. U komercijalnom smislu, plaćanje za smanjenje od 5:1 na dijelu koji će se strojno obraditi do djelića njegovog poprečnog presjeka povećava troškove bez mjerljive imovinske dobiti. Dvije krivulje također pokazuju zašto bi omjer redukcije trebao biti specificiran zajedno sa smjerom protoka zrna, jer se uzdužna svojstva poboljšavaju brže od poprečnih. Praktičan pristup je postaviti minimalni omjer prema zahtjevima zamora ili tlaka u dizajnu, zatim prepustiti kovačnici da odabere raspored prolaza koji ga zadovoljava.

Materijali, toplinska obrada i kovani u odnosu na lijevano

Legirani čelici kao što su 42CrMo4 i 34CrNiMo6 pokrivaju većinu osovina, zupčanika i prstenova, a nehrđajući čelici biraju se tamo gdje su korozija ili higijena važni. U uslugama hrane, stočne hrane, pumpi i brodova, SS316L je uobičajen za impelere i brisače, dok se SS420 koristi za habajuće prstenove i druge dijelove otporne na abraziju. Rad s nehrđajućim čelikom manje je popustljiv u peći, pa zagrijavanje i hlađenje moraju biti kontrolirani kako bi se izbjegla senzibilizacija i neželjeno stvaranje faza, a ista disciplina opisana u ovom vodiču za kovanje otkivaka od nehrđajućeg čelika također određuje koliko je nakon toga potrebno strojno čišćenje. Toplinska obrada nakon kovanja, bilo da se radi o normalizaciji, kaljenju i kaljenju ili žarenju u otopini, ono je što konačno daje mehanička svojstva, tako da specifikacija treba navesti stanje, mjesto uzorkovanja i standard za ispitivanje, a ne samo broj tvrdoće.

Stupčasti dijagram prikazuje relativni indeks svojstava za otvorene kovane dijelove u odnosu na lijevane dijelove od iste legure, s postavkom lijevanja na 100. Čvrstoća na zamor i unutarnja čvrstoća pokazuju najveće dobitke, što je upravo ono što biste očekivali nakon što je poroznost zatvorena i protok zrna usklađen s putanjom opterećenja. Udarna žilavost i vlačna čvrstoća također se poboljšavaju, iako s manjom marginom. Razlog zašto su stupci zamora i čvrstoće toliko duži je taj što odljevci zadržavaju poroznost stezanja i grube dendrite koji djeluju kao mjesta inicijacije pukotina pod cikličkim opterećenjem. Vrijedno je napomenuti da indeks opisuje tipično ponašanje, a ne zajamčeni omjer za određeni stupanj, a prednost se smanjuje kada se odljev podvrgne potpunoj toplinskoj obradi i temeljitom ispitivanju bez razaranja. Upotrijebite usporedbu kako biste opravdali rutu procesa u pregledu dizajna, zatim potvrdite stvarna svojstva s rezultatima ispitivanja od dobavljača okovki.

Gdje zapravo odlaze vrijeme isporuke i trošak

Na velikom otvorenom kalupu kovanom vratilu, alati su rijetko najveći trošak jer su kalupi jednostavni i često već u radionici. Težina materijala, broj prolaza kovanja, ciklusi toplinske obrade, dodaci za strojnu obradu i zahtjevi za pregledom određuju cijenu. Vrijeme isporuke se ponaša na isti način: većina tjedana provodi se prije i poslije čekića, a ne ispod njega. Grafikon u nastavku prikazuje tipičan kvar za osovinu u rasponu od 2 do 5 tona.

Stupčasti grafikon dijeli tipično devetotjedno vrijeme isporuke u pet faza, a uzorak često iznenadi kupce koji očekuju da će kovanje biti usko grlo. Priprema alata i pribora traje oko dva tjedna, zagrijavanje i kovanje samo oko jedan i pol, a toplinska obrada još dva jer veliki dio zahtijeva kontrolirane stope zagrijavanja i hlađenja. Gruba strojna obrada troši najveći pojedinačni blok nakon dva i pol tjedna, dok završna inspekcija, ultrazvučno testiranje i dokumentacija traju oko tjedan dana. Poruka planiranja je jasna: novac i vrijeme se štede smanjenjem dopuštenja za strojnu obradu i pojednostavljenjem puta toplinske obrade, a ne pritiskom na kovačnicu za brži čekić. Kada je raspored projekta tijesan, rano rezervirajte kapacitet peći za toplinsku obradu i utore za strojnu obradu jer su te dvije faze najmanje fleksibilne. Također potvrdite počinje li navedeno vrijeme isporuke od odobrenja crteža ili od prispijeća materijala, jer sama ta razlika može pomaknuti datum isporuke za nekoliko tjedana.

Primjene koje ovise o otvorenim ukovcima

Proizvodnja električne energije je najveći potrošač teških otvorenih otkovaka. Mjenjači vjetroturbina u klasi od 3 MW do 10 MW koriste kovane planetne nosače, planetne zupčanike, sunčane i prstenaste zupčanike, hidroelektrane koriste lopatice za navođenje i osovine generatora, a nuklearne stanice koriste konvencionalne otočne dijelove, mlaznice za cijevi i ploče cijevi. U svakom slučaju dio je povezan sa sigurnošću, pregledava se ultrazvučnim ispitivanjem i očekuje se da će preživjeti desetljeća cikličkog opterećenja.

Otkivci nosača planeta vjetroturbine 3MW-10MW Okovci nosača planeta vjetroturbine kineski proizvođač Pogledajte proizvod →

Pomorski i lučki strojevi oslanjaju se na kovanu osovinu i upravljački mehanizam. Osovine propelera, međuosovine, krmene osovine, kundaci kormila i igle kormila proizvode se otvorenim kovanjem jer kombiniraju veliki presjek s kritičnim radnim ciklusom zamora i zato što klasifikacijska društva zahtijevaju dokumentirani protok zrna i rezultate ispitivanja.

Otkovci propelerskog vratila Kao središnja kovana komponenta, osovina propelera (posebno se odnosi na osovine brodskih propelera) služi kao ključni kovani dio za propelere, koji se prvenstveno koriste u ... Pogledajte proizvod →

Rudarstvo i metalurgija rade na udaru. Glavna vratila konusne drobilice, blokovi cilindara hidrauličkih čekića, kućišta ležajeva mlinova, osovine valjka i valjci za ravnanje tipični su otvoreni dijelovi kalupa, obično od legiranog čelika s kaljenom ili površinski tretiranom radnom zonom. Kupci petrokemijskih proizvoda određuju sličan put za tijela ventila, uređaje za sprječavanje ispuhivanja, vješalice igala i cijevne ploče, gdje zadržavanje tlaka i usluga vodika često diktiraju razinu inspekcije. Dobavljač koji pokriva kovanje, toplinsku obradu, strojnu obradu, zavarivanje i završnu obradu površine uklanja veliki rizik koordinacije, a naš cijeli asortiman kovanih komponenti organiziran je prema industriji tako da se dio može brzo uskladiti s aplikacijom.

Otkivci glavne osovine konusne drobilice Proizvedene od različitih materijala i obrađene posebnim toplinskim postupcima, imaju ultra-visoku čvrstoću i strukturu "tvrdo izvana, čvrsto iznutra", mak... Pogledajte proizvod →

Kako specificirati otvorene otkovke u zahtjevu za ponudu

Upit koji dobiva brz, usporediv odgovor sadrži sljedeće stavke.

1. Nacrt gotovog dijela plus odvojeni nacrt kovanja koji prikazuje dodatke za strojnu obradu i linije razdvajanja.
2. Vrsta materijala, standard materijala i sve prihvatljive alternative.
3. Minimalni omjer redukcije i traženi smjer protoka zrna.
4. Uvjeti toplinske obrade sa zahtjevima mehaničkog ispitivanja, položaj uzorkovanja i standard ispitivanja.
5. Zahtjevi za ispitivanje bez razaranja, obično ultrazvučno ispitivanje s razinom prihvatljivosti.
6. Stanje isporuke: kovani, grubo obrađeni ili gotovi i obojeni.
7. Količina, ciljani datum isporuke i je li potrebno prvo odobrenje artikla.

Otvoreno kovanje ostaje praktičan put za velike metalne dijelove male količine, visokog integriteta, a odluka o kupnji obično se svodi na težinu, veličinu serije i planiranu količinu strojne obrade. Dobijte omjer redukcije, uvjet toplinske obrade i razinu inspekcije točno u specifikaciji, a proces isporučuje dio s kontinuiranim protokom zrna i predvidljivim svojstvima. Ostavite ih nejasne, a dodatni trošak pojavit će se kasnije kao prerada, odbijene ispitne trake ili pomaknuti datum isporuke. Upotrijebite usporedbe u ovom vodiču kao polazište za razgovor sa svojim dobavljačem kovanica.