Кузнечный цех: описание, оборудование. Холодная ковка

На сегодняшний день кузнечные цехи обычно не работают обособленно. Чаще всего они являются составной частью какого-либо другого крупного производства. К примеру, они достаточно распространены в сфере машиностроения. Кроме того, они делятся на несколько типов.

Характеристика участка

Современный кузнечный цех представляет собой совокупность нескольких участков. Сюда входят производственные и вспомогательные отделения, складские помещения, а также служебные и бытовые участки.

Если говорить о каждом в отдельности, то производственные отделения – это участки, где занимаются подготовкой детали, а также помещения, где размещаются ковочные молоты и прессы, штамповочные молоты и другое основное оборудование для работы. К вспомогательным участкам относятся мастерские, которые занимаются ремонтом основного оборудования. Сюда же входят энергетические установки, нагревательные, лаборатория, технический контроль за готовыми деталями и т. д.

На складах кузнечного цеха обычно хранят металл, заготовки, поковки, облой, запасные детали и т. д.

Технологический процесс

На сегодняшний день кузнечный цех, как и любой другой участок на производстве, нуждается в разработке технологического процесса для эффективной работы. Для цехов такого типа имеется один основной критерий, по которому выбирают технологический процесс производства. Данным критерием является наименьшая себестоимость одной тонны поковок, которые при этом будут полностью соответствовать требуемому качеству. На втором месте во время выбора основной технологии производства стоит требуемый объем деталей, а также возможные специальные требования к элементам.

Чаще всего в кузнечном цеху технологический процесс делится на следующие этапы:

• разделение нужного материала на заготовки требуемой длины;
• далее следует нагрев заготовки и ее термическая обработка;
• обработка материала высоким давлением, чтобы придать ему нужную форму;
• после этого всегда следуют процессы разделительного типа, после чего обычно требуется проведение еще и отделочных работ, чтобы удалить возможные заусеницы и прочее.

Нагрев материала

Во время работы в кузнечном цеху повышенное внимание уделяется процессу нагрева заготовки. Для успешного завершения этого этапа необходимо очень точно определять теплопроводность материала. Под теплопроводностью понимается процесс, во время которого тепло проходит от внешних стенок заготовки внутрь. Зависит этот параметр от теплоемкости и плотности металла. Следовательно, чем выше этот показатель, тем быстрее тепло проникнет внутрь, а значит, меньше времени требуется на разогрев. Кроме этого, на теплопроводности сказывается и род металла, его химический состав и температура, с которой воздействуют на заготовку. Стоит отметить, что чаще всего при температуре в 700–800 градусов по Цельсию коэффициенты теплопроводности разных сталей выравниваются.

Разновидность цеха

На сегодняшний день есть кузнечно-прессовый цех, который предназначен для обработки уже нагретой заготовки. Есть два способа воздействия – это динамический или же статический. Если применяется динамический вариант обработки, то обычно используется ковка или штамповка материала, для статической же работы применяется прессование.

Работа в кузнечно-прессовом цеху осуществляется за счет всего трех видов оборудования – это молоты, штамповки и прессы. Нагрев материала обычно осуществляется либо в пламенных, либо в электрических печах. Стоит отметить, что работа в таком цеху достаточно сильно усложняется тем, что в таких помещениях наблюдается нагревающий микроклимат. К примеру, в теплое время года температура на рабочем месте кузнеца может быть выше температуры воздуха примерно на 8–10 градусов по Цельсию. Все это следует учитывать во время размещения печей и молотов, которые создают высокое тепловое излучение.

Цеха в сфере машиностроения

Кузнечный цех машиностроительного завода может делиться на три вида, в зависимости от его предназначения.

Существуют кузнечно-штамповочные отделения при машиностроительных заводах. В таком случае характер производимых деталей будет соответствовать выбранным типам машиностроения. Это может быть автомобилестроение, двигателестроение и прочие виды.

Если говорить только о тех видах цехов, которые могут быть размещены на территории более крупного предприятия, занимающегося машиностроением, то есть еще один вид – подсобные. В основном они служат для изготовления мелких поковок для основного производства. Они могут применяться для ремонта заводского оборудования кузнечного цеха, для производства нужного инструмента.

Крупные машиностроительные заводы обустраивают на своей территории кузнечно-штамповочные цехи, так как они могут заниматься производством нужных деталей в большом масштабе. Подсобные виды обычно встречаются на территории средних или же малых заводов.

Что такое холодная ковка

Данная технология также применяется в кузнечном деле. Основное отличие от обычного процесса заключается в том, что отсутствует предварительный этап, на котором заготовка нагревается до нужной температуры. В данном случае допускается лишь местное прогревание тех участков, где нужно сделать изгиб. В основу этого метода положена пластичность металла.

Любой металл имеет такие параметры, как предел прочности на изгиб, растяжение и разрыв. Используя эти особенности, можно проводить обработку металла без его предварительного нагрева. Здесь стоит сказать о том, что из-за отсутствия воздействия на заготовку высоких температур химический состав стали не меняется, а потому отпуск, отжиг и закалка могут не проводиться.

Как проходит ковка таким методом

Для проведения холодной ковки обычно используют три вида операций:

• прессование заготовки с использованием ручного или же механизированного оборудования;
• чеканка является одним из нескольких процессов, которые относятся к ковке без предварительного нагрева, однако чаще всего наносить орнамент удается лишь на медь, так как металл является достаточно мягким и податливым;
• третий вариант обработки – это гибка, который является одним из основных.

Плюсы и минусы использования такого метода

Из явных преимуществ стоит выделить следующее:

• во-первых, отпадает необходимость в предварительном нагреве, что значительно удешевляет продукцию, так как нет нужды приобретать и использовать нагревательные приборы;
• во-вторых, изделия характеризуются большей прочностью;
• в-третьих, есть возможность подогнать деталь под шаблон с высокой точностью;
• полностью пропадает или же сводится к минимуму необходимость в дополнительной доводке готовой детали;
• готовое изделие не имеет остатков копоти и других продуктов горения на поверхности.

Однако холодная ковка не лишена недостатков:

• необходимо приложить гораздо больше усилий, чтобы добиться результата, чем при горячем прессовании;
• работать с прочным металлом, который представлен в виде листов или болванок, нельзя;
• в некоторых вариантах обработки потребуется применить огромное количество силы, для чего требуется специальное оборудование;
• перед работой нужно тщательно очистить поверхность.

В итоге можно сказать следующее. Во-первых, оборудование для кузнечного цеха – это молоты, прессы и штамповки. Кроме этого, в зависимости от выполняемой операции, может использоваться различное дополнительное устройство. Во-вторых, кузнечный цех на сегодняшний день является составной частью более масштабного производства, а не отдельной структуры.