Metody kucia matrycowego
Przy kuciu w matrycach małych serii lub też cięższych przedmiotów nadawany jest początkowo materiałowi kształt wstępny przez kucie swobodne, a następnie w jednowykrojowej matrycy nadaje się odkuwce kształt ostateczny. Metoda ta jest bardzo pracochłonna i przy jej stosowaniu zużywa się duże ilości materiału; ma ona jednak tę zaletę, że matryce są stosunkowo proste i tanie.
Przy produkcji wielkoseryjnej i masowej stosuje się w szerokim zakresie inną metodę — kucie wielowykrojowe w jednej matrycy. Materiałem wyjściowym przy kuciu jest odcinek walcowanego metalu, który przez stopniowe odkształcanie go w wykrojach przygotowawczych oraz w wykrojach matrycowych (wstępnym i wykańczającym) przybiera ostateczny kształt odkuwki matrycowej.
Dla przykładu na rys. 77 przedstawiono kucie dźwigni w matrycy wielowykrojowe j. W takich matrycach wykrój wykańczający, w którym powstają największe siły przy kształtowaniu materiału, umieszczany jest w środkowej części matrycy, aby zmniejszyć zużycie prowadnic, powstające wskutek mimośrodowych uderzeń.
Metoda ta ma szereg wad. Matryce wielowykrojowe wymagają ciężkich i sztywnych młotów odpowiadających pracy w wykroju wykańczającym, gdy tymczasem odkształcenie materiału odpowiadające innym wykrojom można by wykonać pod lżejszymi młotami. Zużycie prowadnic bijaka oraz innych części młota jest znaczne wskutek tego, że matryce mają duże wymiary i przeważnie uderzają mimośrodowo. Wykonanie matryc wielo-wykrojowych jest trudne i kosztowne.
Pomimo wymienionych wad metoda kucia w matrycach wielowykrojowych jest uznana przy produkcji wielkoseryjnej i masowej za najbardziej racjonalną ze względu na dużą wydajność oraz wysoką jakość i niski koszt odkuwek.
Często stosowane jest kucie matrycowe w zespołach maszyn kuźniczych. W tym przypadku matryce z poszczególnymi pojedynczymi wykrojami ustawiane są w oddzielnych maszynach kuźniczych. Zespół może składać się z pieca i kilku maszyn, np. młota do kucia swobodnego lub kuźniarki,
dwu młotów matrycowych, prasy kolanowej do kalibrowania i prasy do okrawania. Metodę tę stosujemy: a) jeżeli konieczna liczba wykrojów nie może pomieścić się w jednej matrycy, b) przy wielkoseryjnej lub masowej produkcji odkuwek, jeżeli zastosowanie tej metody zapewnia właściwe wykorzystanie i obciążenie maszyn.
Rozpatrując zasadnicze metody kucia w matrycach należy wyróżnić jeszcze jedną, stosowaną przy produkcji wielkoseryjnej i masowej — kucie matrycowe wielokrotne. Metoda ta polega na wykonywaniu w jednym wykroju matrycy kilku małych odkuwek łącznie i następnym rozdzielaniu ich przez obcięcie rąbka lub przecięcie.
Na rys. 78 pokazano przykład wielokrotnej odkuwki użebrowanej pokrywy stopy korbowodu, której odkucie wraz z trzonem jest niemożliwe.
Biorąc za podstawę rodzaj użytej maszyny kuźniczej możemy wyodrębnić następujące zasadnicze sposoby kucia matrycowego:
1)kucie matrycowe pod młotem,
2)kucie matrycowe pod prasą,
3)kucie matrycowe na kuźniarce.
Poza tymi trzema sposobami w przemyśle silnikowym stosowane są dwa dalsze sposoby kucia:
4) kucie na spęczarce elektrycznej,
5) walcowanie na walcarkach kuźniczych, które również można zaliczyć
do kucia matrycowego.
Omówimy pokrótce wymienione sposoby, przy czym na wstępie należy zaznaczyć, że w większości kuźni matrycowych, wytwarzających części
silnikowe, przeważają dotychczas różnego rodzaju
młoty, które stopniowo wypierane są przez prasy, kuźniarki (poziome maszyny kuźnicze), częściowo przez walcarki kuźnicze.
1. Kucie matrycowe pod młotem. Obecnie stosowane są młoty mechaniczne (deskowe i pasowe) oraz parowo-powietrzne (spadowe i przeciwbieżne).
Młoty mechaniczne, najczęściej deskowe, są rozpowszechnione nawet w krajach bardzo uprzemysłowionych w kuźniach o produkcji mało- i śred-nioseryjnej. Młoty deskowe bowiem mają wiele zalet w porównaniu z młotami paro-wo-powietrznymi, zwłaszcza przy wyrobie małych i średnich odkuwek- Odznaczają się prostą budową, łatwym montażem (zbędne jest źródło pary i powietrza sprężonego), łatwiejszą obsługą, mniejszą liczbą postojów spowodowanych naprawianiem oraz niewrażliwością na niecentryczne uderzenia. Jak we wszystkich młotach spadowych energia uderzenia młota mechanicznego zależy od ciężaru jego części spadających. Do wad tych młotów należy zaliczyć: małą trwałość deski, brak możliwości regulacji sił uderzeń podczas ruchu, ograniczony ciężar bijaka (maksimum do 3000 kG, przy dwóch parach rolek do 5000 kG).
Zalety i wady młotów pasowych są takie same; ciężar bijaka waha się od 100 do 15 000 kG.
Przy produkcji wielkoseryjnej i masowej najczęściej stosowane są młoty parowo-powietrzne dwustronnego działania, które są pełnowartościowymi, uniwersalnymi maszynami znacznie wydajniejszymi niż młoty mechaniczne.
Rozwój przemysłu motoryzacyjnego wymagający dużych ilości coraz cięższych odkuwek matrycowych już na kilka lat przed ostatnią wojną i podczas wojny spowodował zwiększenie sztywności konstrukcji młotów parowo-powietrznych do matrycowania oraz zwiększenie ich mocy.
względem górnej. Umieszczenie stojaków razem z poduszką na szabocie umożliwia twarde uderzenia i dokładne trafienie górnej matrycy na dolną.
Młoty matrycowe parowo-powietrzne budowane są o ciężarze części spadających 500-^-25 000 kG.
Młoty w nowoczesnych kuźniach matrycowych napędzane są z zasady sprężonym powietrzem, które w stosunku do pary posiada następujące zalety:
4)znacznie niższy koszt użytkowania,
5)możliwość natychmiastowego uruchomienia młotów,
6)brak wody kondensacyjnej i usunięcie strat powstających w garnkach kondensacyjnych,
7)oszczędność na szczeliwie i materiałach izolacyjnych.
Napęd młotów przy użyciu pary może być uzasadniony jedynie w tym przypadku, gdy zakład wytwarza dużą ilość pary dla swojej produkcji, a ilość pary potrzebna dla kuźni jest mała lub jeżeli może być wykorzystana para np. z turbin przeciwprężnych.
Przed drugą wojną światową wały korbowe do pojazdów mechanicznych były najcięższymi odkuwkami wytwarzanymi masowo w matrycach. Podczas wojny budowa coraz większych i cięższych samolotów wywołała zapotrzebowanie na wyrób znacznie cięższych odkuwek i to przeważnie ze •stali stopowych. Pod koniec wojny budowano już młoty spadowe o ciężarze bijaka wynoszącym 20-=-25 T.
Stosowanie tak ciężkich bijaków zmusza do użycia bardzo ciężkich sza-bot (400-^500 T), składających się z kilku części, oraz do budowania ogromnych fundamentów (1500±2000 T). Tak duże ciężary bijaków powodują znaczne wstrząsy gruntu.
Wyeliminowanie działania sił na podstawę młota i usunięcie potrzeby użycia ciężkich szabot i fundamentów uzyskuje się przez stosowanie młotów przeciwbieżnych. W tej konstrukcji uniknięto ciężkiego szabotu przez zamocowanie dolnej matrycy w ruchomym bijaku dolnym poruszającym się równocześnie z bijakiem górnym, lecz w kierunku przeciwnym.
Najbardziej rozpowszechnionym typem młotów przeciwbieżnych są młoty taśmowe (rys.- 80). W cylindrze 1 porusza się tłok zwykle odlany razem z górnym bijakiem 2. Górny bijak połączony jest z dolnym bijakiem 3 taśmami stalowymi 4, przerzuconymi przez rolki 5 w ten sposób, że uderzenia następują po przebyciu przez oba bijaki równych dróg.
Młoty przeciwbieżne budowane są najczęściej o energii uderzenia 8000 ~ 40 000 kGm, co w przybliżeniu odpowiada parowo-powietrznym młotom szabotowym o ciężarze części spadających 3000^-8000 kG. Młoty te nie są tak uniwersalne, jak normalne młoty parowo-powietrzne. Stosowane są w' nowoczesnych kuźniach jedynie do wykonywania w matrycach jednowykrojowych pewnych rodzajów średnich i ciężkich odkuwek, jak np. wały korbowe, które obecnie są produkowane coraz częściej na prasach kuźniczych. Do kucia w matrycach wielowykrojowych młoty te nie nadają się, gdyż wtedy trzeba podtrzymywać odkuwany przedmiot kleszczami.
Dla przykładu na rys. 81 pokazano odkuwkę korbowodu silnika samochodowego, wykonaną pod młotem o ciężarze części spadających 1 T z materiału wyjściowego o wymiarach 0 45X245 mm na dwie sztuki. Matryca (rys. 82) ma następujące wykroje: wydłużający, podkuwający, matrycowy wstępny i matrycowy wykańczający.
2. Kucie matrycowe pod prasą. Jak już wspomniano, w nowoczesnych kuźniach matrycowych zamiast młotów stosuje się coraz częściej prasy kuźnicze. Przykładem może tu być kuźnia Moskiewskiej Wytwórni Samochodów Małolitrażowych, w której wszystkie młoty matrycowe zostały zastąpione przez kuźnicze prasy mechaniczne. Rozpowszechnienie się pras należy tłumaczyć przede wszystkim ich dużą wydajnością, dużą dokładnością wykonania odkuwek, mniejszym zużyciem materiałów
wyjściowych i spokojną pracą (nie wymagają wielkich i kosztownych fundamentów). Dużą dokładność osiąga się dzięki zastosowaniu przy kuciu pod prasą matryc z kolumienkami prowadzącymi. Takie rozwiązanie matrycy ma jeszcze tę zaletę, że powoduje zmniejszenie zużycia drogich materiałów używanych do wyrobu matryc; umożliwia bowiem ono zastosowanie oddzielnych wstawek dla każdego wykroju, dzięki czemu po zużyciu się jednego z wykroju wystarczy wymienić jedną wstawkę zamiast całej matrycy.
Do szerokiego zakresu stosowania pras przyczyniło się również coraz większe zapotrzebowanie na odkuwki ze stali stopowych i stopów metali lekkich, które nie mają odpowiedniej plastyczności i dostatecznej zdolności do odkształceń, aby można je było odkuwać na młotach mechanicznych i parowych.
Należy jednak zaznaczyć, że prasy są znacznie droższe niż młoty (bardziej złożony mechanizm), muszą być bowiem obsługiwane przez wysoko wykwalifikowaną obsługę oraz wymagają nagrzewania przedkuwek w atmosferze ochronnej pieca lub kąpieli solnej albo stosowania urządzeń do usuwania zgorzeliny.
Prasy do kucia matrycowego części silnikowych dzielą się na dwie zasadnicze grupy: mechaniczne i hydrauliczne. Z dużej i różnorodnej pod względem konstrukcyjnym grupy pras mechanicznych zastosowanie w kuźnictwie matrycowym mają najczęściej prasy korbowe. Na rys. 83 przedstawiono schemat nowoczesnej kuźniczej prasy korbowej, natomiast na rys. 84 widok z tyłu na tego rodzaju prasę. W kuźniach wytwarzających masowo odkuwki dla przemysłu samochodowego i lotniczego naj-
częściej stosuje się prasy o nacisku od 500 do 8000 T, przy czym orientacyjnie można przyjąć, że młot matrycowy o ciężarze części spadających 1000 kG odpowiada prasie o nacisku 1000 T.
Prasy hydrauliczne do kucia matrycowego mało różnią się od pras do kucia swobodnego. Jedynie rozstawienie kolumn jest mniejsze i dostosowane do największych wymiarów matryc, odpowiadających naciskowi prasy. Prasy te zaliczają się do pras szybkobieżnych, jednak dokładność wykonania odkuwek jest niższa w porównaniu z innymi maszynami kuźniczymi. Prasy hydrauliczne stosuje się przy kuciu matrycowym odkuwek ze stopów metali lekkich wymagających przy kuciu dużych nacisków.
Przykładem kucia matrycowego pod prasą może być kucie samochodowych wałów korbowych (rys. 85).
Materiał wyjściowy o średnicy 64 mm i długości 575 mm nagrzewany jest w nagrzewarce indukcyjnej. Kucie odbywa się pod prasą o nacisku 4000 T w matrycy mającej trzy wykroje: jeden przygotowawczy gnący i dwa do matrycowania — wstępny i wykańczający. Kształt odkuwki po przejściu przez poszczególne wykroje pokazano na rys. 86. Spęczanie kołnierza do osadzenia koła zamachowego wykonuje się przy tym samym nagrzaniu na kuźniarce.
Na rys. 87a przedstawiono matryce do kucia pod prasą omawianego wału korbowego. Poszczególne wykroje są rozmieszczone w sposób następujący: gnący we wstawkach 1 i 2, a matrycowe wstępny i wykańczający we wstawkach 3 i 4 oraz 5 i 6. Zastosowana prasa zaopatrzona jest w mechanizm wyrzutnikowy, który obsługuje tylko wykroje wstępny i wykańczający. W dolnej części matrycy mechanizm ten składa się z dźwigni 7, poprzecznie 8, wypychaczy 9 i trzpieni wypychaczy 10. Każdy wykrój do matrycowania zaopatrzony jest w dwa trzpienie wypychaczy, rozmieszczone pomiędzy ramionami skrajnymi czopów korbowodowych i oddziałujące na rąbek.
Górna część mechanizmu wyrzutnikowego umieszczona jest w górnej części matrycy i składa się z czopa 11 z wytoczeniem na sprężynę śrubową 12, wypychaczy 23 i dwóch trzpieni wypychaczy 14, rozmieszczonych po jednym w każdym wykroju do matrycowania.
Na rys. 875 przedstawiono wkładki z wykrojem przygotowawczym gnącym, a na rys. 87c — wkładki z wykrojem wykańczającym do matrycowania.
Specjalną odmianą kucia matrycowego na prasach kuźniczych jest wyciskanie. W procesie tym metal znajdujący się w zamkniętej matrycy jest wyciskany pod działaniem stempla przez otwór w dnie.
Wyciskanie, przy którym kierunek płynięcia metalu jest zgodny z kierunkiem działania siły nacisku, nosi nazwę współbieżnego, natomiast wyciskanie, przy którym metal płynie do góry pod naciskiem stempla przez szczelinę pomiędzy matrycą a stemplem, nazywamy przeciwbieżnym.
Typowym elementem wykonywanym metodą współbieżnego wyciskania jest zawór. Szczególnie korzystne jest stosowanie tej metody w przypadku,
kiedy trzonek zaworu jest stosunkowo cienki, a grzybek duży, gdyż spę-czanie na kuźniarce jest wtedy utrudnione.
Na rys. 88 przedstawiono gotową odkuwkę zaworu silnika samochodowego otrzymaną według tej metody. Kucie zaworu odbywa się na prasie o nacisku 800 T w dwóch operacjach, przy czym tylko pierwsza operacja
polega na wyciskaniu (rys, 89a), gdyż druga stanowi zwykłe spęczanie (rys. 895). Wymiary materiału wyjściowego wynoszą 0 50X60 mm. Budowę zastosowanej matrycy pokazano na rys. 90.
3. Kucie matrycowe na kuźniarkach. Przy produkcji wielkoseryjnej i masowej zamiast swobodnego kucia na młotach stosuje się coraz częściej kucie na bardziej wydajnych szybkobieżnych kuźniarkach, które stosowano początkowo do produkcji śrub z łbami. Następnie zostały one zastosowane przy wytwarzaniu wielu innych odkuwek między
innymi również silnikowych (zawory, koła zębate, spęczenie kołnierzy na wale korbowym), których kucie polega głównie na spęczaniu, wytłaczaniu, kształtowaniu w wykrojach i przebijaniu.
Sposób pracy kuźniarki wyjaśniono na rys. 91. Część / matrycy jest nieruchomo osadzona w korpusie kuźniarki, część 2 w ruchowym bocznym suporcie, umożliwiającym zamykanie i otwieranie matrycy. Stemple 3 są zamocowane w ruchomym suwaku 4. Materiał odkuwany, najczęściej w kształcie pręta 5, jest chwytany w pobliżu końca przez szczęki uchwytu, po czym suwak naciska na pręt wzdłuż osi, powodując spęczanie materiału i jego kształtowanie w matrycy. Jeżeli odkucie przedmiotu wymaga kilku operacji, pręt jest przesuwany ręcznie do następnego wgłębienia w uchwycie i ponownie zgnieciony w matrycy. W przypadku przedstawionym na rys. 91, kształtowanie pręta 5 odbywa się w czterech wykrojach, zatem do wykonania odkuwki potrzeba czterech roboczych skoków maszyny. Czasem zachodzi potrzeba powtórnego zgniatania w tym samym wykroju.
Odcinanie gotowej odkuwki z pręta odbywa się w kuźniarce jako ostatnia operacja.
Kuźniarka, której schemat pokazano na rys. 92, jest maszyną o układzie korbowym i dwóch suwakach: głównym, służącym do zamocowania stempli, i bocznym — do zamykania i otwierania dwudzielnej matrycy za łomocą krzywek zamocowanych na głównym wale maszyny oraz układu dźwigniowego. Kuźniarkę przedstawiono na rys. 93.
Zaletą kucia na kuźniarkach jest przede wszystkim duża dokładność wyrobu przy wielkiej wydajności wynoszącej do 600, a nawet 800 odkuwek na godzinę. Ponadto przez zastosowanie matrycy dzielonej w kierunku uderzenia możliwe jest: a) matrycowanie odkuwek z występami lub kołnierzami, których wykonanie w matrycach z płaszczyzną podziału prostopadłą do kierunku uderzenia jest niemożliwe, b) znaczne zaoszczędzenie materiału przez uniknięcie pochyleń ścianek matrycy, koniecznych przy kuciu na młotach i prasach (rys. 94).
Wielkość kuźniarki określa się przez podanie największej średnicy przekuwanego pręta lub największego nacisku wywieranego przez suwak. Najbardziej rozpowszechnione są kuźniarki o wielkościach od 2' do
Przykładem zastosowania kuźniarki do wytwarzania części silnikowych może być kucie zaworu lotniczego wewnątrz próżnego, przedstawione na
rys. 95. Materiałem wyjściowym jest pręt (rys. 95a) z którego otrzymuje się po matrycowaniu w kuźniarce kolejnymi stemplami 1, 2, 3 i 4 (rys. 95b) odkuwkę przedstawioną na rys. 95c. Odkuwka ta po obtoczeniu z zewnątrz i wewnątrz zostaje pod młotem przekuta, tak że wydrążenie wewnątrz trzonka zaworu zanika jak to _ przedstawiono na rys. 95d. Z kolei w trzonku wiercony jest otwór (rys. 95e), który przy końcu trzonka zostaje następnie skasowany przez przekucie pod młotem i ponownie nawiercony na mniejszą średnicę (rys. 95f).
Innym przykładem zastosowania kuźniarki może być kucie tulei, z której wytaczany jest później cylinder silnika. Materiałem wyjściowym jest pręt. Poszczególne etapy kucia pokazano na rys. 96.
Kuźniarka może być również stosowana do wytwarzania przedkuwek. Przykładem tego rodzaju operacji wykonywanej na kuźniarce jest spę-czanie za pomocą matrycy suwakowej materiału wyjściowego na wałek rozrządu w miejscach, w których mają być ukształtowane krzywki (garby) i czopy łożyskowe. Na rys. 97 przedstawiono schemat takiej operacji jednoczesnego spęczania pręta w trzech miejscach.
4. Kucie na spęczarce elektrycznej. Spęczarka elektryczna jest urządzeniem, w którym odbywa się zarówno nagrzewanie, jak i odkształcanie metalu.
Schemat spęczarki elektrycznej przedstawiono na rys. 98a. Pręt 1, poddawany spęczaniu, zostaje zamocowany między stykami pierścieniowym 2 i czołowym 3. Do styków jest doprowadzany z transformatora 4 prąd o odpowiednim natężeniu, wskutek czego część pręta znajdująca się pomiędzy stykami nagrzewa się. Po osiągnięciu odpowiedniej temperatury następuje miejscowe spęczanie przez nacisk suwaka 5 na swobodny koniec pręta (rys. 98b).
a)
Tego rodzaju spęczarki znalazły szerokie zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym. Typowym przykładem odkuwek wykonywanych według tego sposobu mogą być zawory. Materiałem wyjściowym do wykonywania zaworów jest pręt ciągniony o średnicy zbliżonej do średnicy trzonka zaworu. Jeden koniec pręta we wstępnej operacji zostaje nagrzany i spęczony na kształt gruszki, następnie ostatecznie spęczony w matrycy. W tym przypadku do obróbki pozostaje jedynie szlifowanie trzonka, wyrównanie czoła talerzyka i szlifowanie przylgni zaworu.
5. Walcowanie na walcarkach kuźniczych. Walcarki kuźnicze stosowane są szeroko w nowoczesnych kuźniach zamiast lekkich młotów do wstępnego kucia. Stosowanie walcarek kuźniczych do produkcji wielkoseryjnej i masowej, szczególnie w przemyśle samochodowo-ciągnikowym, zwiększyło się znacznie po wprowadzeniu do matrycowania pras mechanicznych zamiast młotów. Kucie w matrycach pod prasą wymaga przedkuwek przygotowanych w ten sposób, aby je można było odkuć w prasie w jednej matrycy przy tym samym nagrzaniu. Taką wstępną obróbkę, polegającą głównie na częściowym wydłużeniu, można najlepiej wykonać za pomocą specjalnych walcarek kuźniczych.
Zasada działania takich walcarek jest podobna do działania zwyczajnych walcarek wyposażonych w walce bruzdowe. Różnica polega na tym, że w zwyczajnej walcarce walce całym obwodem równomiernie zgniatają metal podczas pełnego obrotu, a walce kuźnicze pracują tylko na pewnej części obwodu i na pozostałej części tworzy się
pomiędzy nimi luka. Na rys. 99 pokazano schemat obrazujący działanie walcarki kuźniczej na przykładzie tzw. „iglicowania", tj. nadawania prętom na pewnej długości zbieżności stożkowej. Walcarka wyposażona jest w dwa walce 1 i 2, na których powierzchni zamocowane są matryce 3 i 4 z wgłębieniami tworzącymi wykrój w kształcie koła, przy czym średnica tego wykroju maleje od wielkości równej największej średnicy stożka do wielkości równej najmniejszej średnicy stożka. Długość wykroju jest równa długości wykonywanego stożka. Walce mają stały kierunek obrotu zaznaczony na rysunku strzałkami. Przy położeniu walców pokazanym na rys. 99a walcownik wkłada w wolną przestrzeń pomiędzy walcami pręt i opiera jego koniec o zderzak 5. Pracująca część walców zgniatając pręt na stożek wypycha go jednocześnie w stronę walcownika (rys. 99b).
Matryce walcarek kuźniczych mają zazwyczaj kilka wykrojów leżących obok siebie. Na rys. 100 przedstawiono nowoczesną walcarkę kuźniczą wyposażoną w matryce wielowykrojowe.
Walcarki kuźnicze odznaczają się dużą wydajnością (8±10-krotnie większą niż młoty) i u-możliwiają zwiększenie przepustowości przy wykonywaniu przedku-wek, tj. najbardziej pracochłonnej operacji kucia. Walcarki kuźnicze nadają się specjalnie do wytwarzania przedmiotów o wydłużonych równoległych kształtach lub lekko zbieżnych, takich jak: długie śruby, osie, kor-bowody, dźwignie itp. Na walcach kuźniczych wykonuje się również przedkuwki wałków rozrządu.
Na rys. 101 przedstawiono inną metodą wykonywania przedkuwek kor-bowodowych na walcarce o skośnych walcach, obracających się w jednym kierunku. Na walcach 1 i 2 nacięte są według linii śrubowej odpowiednie bruzdy, które kształtują pręt 3, wprowadzony między walce i prowadnice 4 i 5. Na skutek tarcia między skośnie ustawionymi walcami pręt wiruje i jednocześnie otrzymuje ruch wzdłuż prowadnic. Z pręta otrzymuje się kilka połączonych odkuwek, które następnie są odcinane.
Za granicą, między innymi w nowoczesnej kuźni Moskiewskiej Wytwórni Małolitrażowych Samochodów stosują również inny sposób wykonywania odkuwek wstępnych korbowodów, a mianowicie na maszynach zwanych walcarkami kopiującymi. Schemat takiej walcarki pokazano na rys. 102. W tym przypadku stosowane są trzy walce 1 w kształcie ściętych stożków obracających się w jednym kierunku i dociskanych za pomocą tłoków hydraulicznych do obrabianego pręta 2. Samoczynna regulacja docisku walców odbywa się za pomocą krzywki sterującej 3, po której przesuwa się palec dotykowy przy osiowym ruchu pręta, uzyskiwanym również za pomocą tłoka hydraulicznego.
Czas wykonania odkuw-ki wstępnej korbowodu, przedstawionej na rys. 103a przy użyciu walcarki kopiującej wynosi około 4 sekund, przy czym dokładność wykonania profilu waha się w granicach 0,4-^-0,6 mm. Przy wykonywaniu odkuwek według tego sposobu powstają bardzo małe odpady na
rąbek i wskutek tego zużycie materiału jest małe. Walcarki tego typu mogą być stosowane do produkcji nawet małoseryjnej, ponieważ przestawienie ich na inny profil wymaga jedynie zmiany krzywki sterującej co trwa zaledwie kilka minut, gdyż walce robocze nadają się do walcowania elementów o dowolnych kształtach. W celu uzupełnienia wiadomości o nowoczesnych sposobach wykonywania odkuwek, których największą ilość zużywa przemysł motoryzacyjny, warto jeszcze wspomnieć o obróbce kół zębatych przez walcowanie na gorąco. Metoda ta zapewnia prawidłowy zarys zęba bez dodatkowej obróbki skrawaniem (w celu uzyskania dokładnego zarysu zębów konieczne jest jeszcze szlifowanie). Walcować można przy pomocy dwóch zębatek, które w przypadku wykonywania zębów ewolwentowych mają zarys prostoliniowy i wykonują ruch posuwisto-zwrotny (rys. 104a), lub też dwóch kół kształtujących (rys. 104b). Koła te mogą się przesuwać ku środkowi koła
walcowanego. Zęby otrzymuje się w wyniku stopniowego dociskania obu kół kształtujących, wykonujących jednocześnie ruch obrotowy.
Na rys. 105 przedstawiono schemat radzieckiej walcarki do kół zębatych. Walcowane koło zębate 1 jest zamocowane na wrzecionie. Koła kształtujące 2 są osadzone na osiach ułożyskowanych w oprawkach widełkowych, zamocowanych do drągów tłoków hydraulicznych, znajdujących się po obu stronach wrzeciona z kołem walcowanym. Koła kształtujące napędzane są od wrzeciona kołem zębatym 1, które znajduje się w polu elektromagnetycznym induktorów 3 nagrzewarki elektrycznej zasilanej od transformatora 4. Cylindry hydrauliczne 5 zasilane są od pompy przez
przewody 6. Sterowanie walcarką odbywa się za pomocą kontaktów zmontowanych
na tablicy 7.
Przebieg wykonania kół zębatych jest następujący:
8)matrycowanie półfabrykatu,
9)wstępna obróbka cieplna,
10)toczenie krążka łącznie z wykonaniem otworu na gotowo,
11)walcowanie zębów na opisanej obrabiarce przy indukcyjnym nagrzewaniu,
12)ulepszanie cieplne,
13)szlifowanie zębów.
Metoda walcowania kół jest stosowana w produkcji masowej. Zaletą kół zębatych wykonanych według tej metody jest duża wytrzymałość, gdyż włókna nie są poprzecinane, jak to ma miejsce przy obróbce skrawaniem z półfabrykatów kutych. Wydajność maszyn do walcowania kół zębatych może być do 100 razy większa niż maszyn skrawających.
6. Kalibrowanie odkuwek. Przemysł samochodowy i lotniczy stawia kuźniom wysokie wymagania co do dokładności wykonania odkuwek w zakresie wymiarów i kształtu oraz gładkości powierzchni. W tym celu niektóre odkuwki, jak np. korbowody i wały korbowe, podlegają kalibrowaniu (dokuwaniu), tj. dodatkowej operacji kucia w matrycach o większej dokładności niektórych lub wszystkich płaszczyzn przedmiotu. Kalibrowanie pozwala na całkowite lub częściowe wyeliminowanie dalszej obróbki mechanicznej odkuwek. Z tego powodu nowoczesny przemysł silnikowy, a zwłaszcza samochodowy, stosuje w szerokim zakresie kalibrowanie odkuwek. Nie dotyczy to większości elementów silników lotniczych, które po odkuciu poddaje się obróbce mechanicznej w celu uzyskania jak najmniejszego ciężaru oraz uniknięcia wad powstających na powierzchniach elementów po odkuciu.
Kalibrowanie przeprowadza się najczęściej na prasach kolanowych na zimno, rzadziej — na gorąco w temperaturze do 600±700o C, która zapewnia dużą plastyczność materiału, a jednocześnie nie powoduje jeszcze intensywnego powstawania zgorzeliny. Przed kalibrowaniem odkuwka powinna być dokładnie oczyszczona ze zgorzeliny.
Dokładność kalibrowania zależy od kształtu odkuwki, wielkości prasy, budowy i stanu matrycy oraz różnic w grubościach i twardościach poszczególnych odkuwek. Najłatwiejsze jest kalibrowanie powierzchni płaskich, których tolerancje wykonania zawarte są w granicach + 0,08 mm do ± 0,25 mm. W specjalnych przypadkach można przy kilkakrotnym kalibrowaniu otrzymać tolerancję ± 0,05 mm. Przy kalibrowaniu objętościowym dokładność jest o 30-=-40°/o niższa.