Ковка ( / ˈ s w eɪ dʒ ɪ ŋ / ) — это процесс ковки , при котором размеры изделия изменяются с помощью штампов, в которые изделие вдавливается. [1] Ковка обычно является процессом холодной обработки , но может также быть и горячей . [2]
Термин «штамповка» может применяться к процессу (глагол) или к штампу или инструменту (существительное), используемому в этом процессе.
Термин «обжимка» происходит от старофранцузского термина souage , означающего «декоративная канавка» или «декоративная формовка». [3] Обжимки изначально были инструментами, которые кузнецы использовали для придания металлу различных форм, слишком сложных для создания одним молотом. У них есть ручки для удержания или штифты для крепления к наковальне , а также часто плоская головка для удара молотком. Обжимные блоки представляют собой наковальнеобразные штампы с различными выкованными в них формами, которые также используются для формовки металла. Обжимки, называемые « фуллерами », предназначены для создания канавок в мечах и ножах.
Swage чаще всего произносится как / ˈ s w eɪ dʒ / ( формат AHD : swāj). [4] [5] Другое (менее распространённое) произношение, которое иногда можно услышать в металлообрабатывающей промышленности, — / ˈ s w ɛ dʒ / (формат AHD: swĕj) [6] (возможно, под влиянием sledge , как в sledgehammer ).
Как общий производственный процесс, штамповку можно разделить на две категории:
Трубы могут быть помечены (уменьшены в диаметре, чтобы трубу можно было сначала подать через матрицу, а затем вытянуть с другой стороны) с помощью вращающегося пресса, который позволяет тянуть их на волочильном стане . Прессование обычно является методом выбора для драгоценных металлов, поскольку в этом процессе не происходит потери материала.
Ротационная ковка обычно является холодным процессом обработки, используемым для уменьшения диаметра, создания конусности или добавления точки к круглой заготовке. Она также может придавать внутренние формы полым заготовкам с помощью оправки ( форма должна иметь постоянное поперечное сечение). Ковка подшипника в корпус означает либо развальцовку кромок его канавки на фаску корпуса, либо развальцовку материала корпуса по краю подшипника. Развальцовка выполняется парой роликов, которые перемещаются вокруг отверстия и подаются вниз в деталь, деформируя металл контролируемым, прогнозируемым образом. Для смазки этого процесса ковки, который также называется роликовой ковкой , часто используется смазка.
Машина для ковки работает с использованием двух или четырех разъемных штампов, которые разделяются и закрываются. Это действие достигается путем установки штампов в шпиндель машины, который вращается двигателем. Шпиндель установлен внутри клетки, содержащей ролики (похоже на роликовый подшипник). Ролики больше клетки, поэтому при вращении шпинделя штампы выталкиваются, чтобы кататься на клетке под действием центробежной силы, когда штампы пересекают ролики, они прижимают штампы друг к другу из-за их большего размера. [7] На машине с четырьмя штампами количество роликов заставляет все штампы закрываться одновременно; если количество роликов не заставляет все пары штампов закрываться одновременно, то машина называется ротационной ковочной машиной, хотя это все еще процесс ковки.
Разновидностью ротационной кантовочной машины является кантовочная машина с ползущим шпинделем , в которой шпиндель и сепаратор вращаются в противоположных направлениях, что предотвращает образование заусенцев между штампами, когда обжимаемый материал проникает в зазор между штампами.
Существует два основных типа ротационных обжимных станков: стандартный (также известный как маркировочный станок) и стыковой обжимной станок. Стыковой обжимной станок работает, имея наборы клиньев, которые закрывают штампы на заготовке, вставляя их между кольцевыми роликами и штампами, обычно с помощью ножной педали. Стыковой обжимной станок может позволить вставлять заготовку без закрытия штампов на ней, например, трехфутовую (90 см) заготовку можно вставить на 12 дюймов (30 см), а затем штампы закрыть, протянуть до тех пор, пока не останется 12 дюймов (30 см), а затем штампы отпустить, готовая заготовка тогда, например, будет иметь четыре фута (120 см), но все еще своего первоначального диаметра на один фут (30 см) с каждого конца.
Штамповки используются для придания металлу различной формы, чтобы улучшить его внешний вид или придать ему нужную форму. [8]
При сборке печатных плат отдельные штырьки разъема иногда запрессовываются/обжимаются на место с помощью оправочного пресса . Некоторые штырьки имеют полый конец, который обжимается инструментом оправки, образуя грибовидную удерживающую головку. Типичный диапазон диаметров штырьков составляет от 0,017 до 0,093 дюйма (от 0,43 мм до 2,36 мм) или больше. Обжимка является альтернативой или дополнением к пайке. [9]
Горячая штамповка — это процесс, аналогичный термоштамповке, но он включает прокатку или изменение формы стенки (обычно периметра) пластиковой детали для удержания другой детали или компонента. [10]
Наиболее распространенное применение обжима — присоединение фитингов к трубам или кабелям (также называемым тросами ); детали свободно прилегают друг к другу, а механический или гидравлический инструмент сжимает и деформирует фитинг, создавая постоянное соединение. В трубном соединителе Swagelok затягивание гайки соединителя гаечным ключом обжимает часть соединителя на трубке навсегда. После обжима соединение можно разъединить и снова соединить.
Другим примером являются машины для развальцовки труб. Развальцованные части труб иногда называют «обжимными ниппелями», «обжимными трубами» или «редукционными ниппелями». В мебели ножки, сделанные из металлических труб (особенно в коммерческой мебели), часто обжимаются для повышения прочности в местах соприкосновения с землей или роликами.
На лесопильных заводах клепка используется для расширения больших зубьев ленточной или дисковой пилы, что увеличивает ширину реза, называемого пропилом. Зажим прикрепляет оправку и плашку к зубу, а эксцентриковая плашка вращается, обжимая кончик. Гораздо более ранняя версия той же операции использовала закаленную, фасонную клепку и ручной молоток. Зубья пилы, сформированные таким образом, иногда называют «разведенными». Финишная операция, формовка, холодная обработка точек на сторонах зуба до плоскостей. Это можно рассматривать как боковую клепку. Это немного уменьшает ширину зуба, но увеличивает время работы между «подгонками». Клепка является большим шагом вперед по сравнению с опиливанием, поскольку эта операция быстрее, точнее и значительно продлевает срок службы пилы.
При работе с резиновыми компонентами с металлическими втулками, скрепленными формованием, штамповка обеспечивает более контролируемую и экономичную альтернативу «выстреливанию» резиновой детали в металлическую втулку, где для завершения изделия требуется интенсивная и менее надежная вторичная операция. Металлическая банка со связующим компонентом (например, фосфатом) окрашивается до внутреннего диаметра, а расплавленная резина впрыскивается в металлическую втулку. Это создает изделие, которое при охлаждении может быть штамповано до желаемого размера. Вторая причина этого заключается в том, что изделие более надежно, и во время процесса штамповки резина более расслаблена, когда внешний баллон, с которым связана резина, имеет уменьшенный диаметр, изменяя значения упругости (K) и коэффициента демпфирования (C) резины. После штамповки любые несоответствия в металле и резине были сведены к минимуму.
Во внутренней баллистике обжатие описывает процесс входа пули в ствол и ее сжатия для соответствия нарезам . Большинство пуль огнестрельного оружия изготавливаются немного больше внутреннего диаметра нарезов, так что они обжаты для зацепления нарезов и образования плотного уплотнения при выстреле .
В производстве боеприпасов штампованные пули — это пули, которые изготавливаются путем сжатия металла при комнатной температуре в матрице для придания ему формы пули. Другим распространенным методом производства является литье , при котором расплавленные металлы заливаются в форму . Поскольку металлы расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении, литые пули должны отливаться в форме, немного большей, чем желаемый размер отделки, так что по мере охлаждения расплавленный металл затвердеет в нужной точке, чтобы сжаться до желаемого размера. Напротив, штампованные пули, поскольку они формируются при температуре, при которой они будут использоваться, могут быть сформированы в формах точно нужного размера. Это означает, что штампованные пули, как правило, более точны, чем литые пули. Процесс штамповки также приводит к меньшему количеству дефектов, поскольку пустоты, обычно встречающиеся при литье, будут выдавливаться в процессе штамповки. Процесс штамповки в отношении холодного течения металлов в пули — это процесс не выдавливания металлов в меньшие формы, а скорее прессования более мелких и тонких предметов для формирования более коротких и немного более широких форм.
Лица, которые делают свои собственные пули, обычно не знают о наличии ручного специализированного оборудования и штампов, необходимых для штамповки пуль, [ требуется ссылка ] и поэтому выбирают литые пули . Чтобы получить результаты с высокой точностью, обычно отливают пули немного большего размера, а затем штампуют полученные отливки через штамп для окончательной формовки. Поскольку величина давления, необходимая для калибрования пули, намного меньше, чем та, которая требуется для формовки пули, можно использовать простой механический пресс, часто тот же пресс, который используется для ручной загрузки боеприпасов.
Все крупные производители оборудования для перезарядки отказались от производства или маркетинга оборудования для ковки пуль из-за спада популярности ручных методов и последующей потери продаж. В настоящее время существует лишь несколько производителей штампов, которые производят и продают оборудование для ковки пуль. Четыре производителя штампов и оборудования, CH/4D, RCE, Corbin и Custom Maker Kaine Dies, производят большую часть оборудования для ковки пуль в Соединенных Штатах.
В хирургии нить, используемая для наложения швов , часто обжимается иглой без ушка , чтобы предотвратить повреждение при протягивании иглы и шовной нити через рану.
В ремонте музыкальных инструментов по обе стороны Атлантики обычным термином является «выкружка», а не «выкружка», хотя общепризнанно, что первое произошло от второго. Такие клавишные инструменты, как кларнет , фагот , гобой и флейта, нуждаются в выкружке, когда годы движения клавиш изнашивают или сжимают металл шарнирной трубки, на которой они вращаются, и делают ее немного короче, так что клавиша может перемещаться по стержню, на котором она установлена, вместо того, чтобы надежно удерживаться между стойками, крепящими стержень к корпусу инструмента. Это приводит к появлению гибких клавиш и плохой герметичности и требует исправления путем удлинения (выкружки) шарнирной трубки. Это работа, которую нужно выполнять вручную, и для этого часто используются выкружки с тщательно отполированными овальными отверстиями в губках, чтобы соответствовать обычным размерам шарнирных трубок, хотя существуют различные запатентованные конструкции выкружных инструментов, которые выполняют ту же работу более эффективно.
В технологии фортепиано штамповка происходит в нескольких областях: клавишные провода, подрычажные провода и басовые струны. Клавишные провода, которые в ранней истории фортепиано фактически изготавливались с использованием свинца, представляют собой мягкие круглые куски, которые вставляются в отверстия, просверленные в боковой части клавиш фортепиано, в качестве средства балансировки действий. Клавишные провода различаются по размеру, как правило, маленькие, средние и большие. В основном клавишные провода помогают сделать нажатие клавиатуры достаточно легким для игры. Со временем колебания влажности и старение древесины в клавишных палочках и подрычажных рычагах фортепиано приводят к образованию пространства вокруг проводов, заставляя их дребезжать, тикать или стучать. Ослабленные провода в подрычажных рычагах, как правило, больше всего раздражают пианистов, потому что трудно определить, откуда исходит шум (часто звук «тиканье»). Средство от шума — штамповка — раздавливание проводов коротким стальным стержнем. Штамповка провода заполняет пустоту и устраняет шум.
Басовые струны в фортепиано обычно изготавливаются с круглыми — иногда шестиугольными — тянутыми стальными сердечниками, поверх которых намотана медь. Особенно на круглом сердечнике провода последние несколько дюймов области, где заканчивается обмотка, часто сплющиваются — обжимаются — чтобы создать точку захвата для медного материала обмотки.
Поскольку штамповка представляет собой технологию, при которой холодный металл формуется с помощью рифленого инструмента или штампа, этот термин был принят в области автомобильного дизайна для описания процесса соединения двух панелей, при котором край одной панели штамповался таким образом, чтобы перекрыть другой и создать впечатление одной непрерывной поверхности.
В настоящее время этот термин часто используется в общем смысле для обозначения любых похожих конструкций. [11]
Запорный болт — это крепеж, похожий на болт по внешнему виду и функциям. Однако вместо использования винтовой резьбы , которая соединяется с гайкой с помощью вращательного движения, запорный болт имеет кольцевые канавки вокруг стержня болта (штифта). После установки запорного болта в отверстие безрезьбовой воротник под высоким давлением надавливается вокруг кольцевых канавок, деформируя воротник и навсегда фиксируя его на месте вокруг канавок. Обжимка — это общий термин для установки узла запорного болта и воротника. Во время цикла установки запорного болта воротник деформируется вокруг штифта с помощью фиксирующих канавок с помощью специального инструмента. Инструмент зацепляется за штифт, который представляет собой дополнительную часть материала штифта, выступающую за воротник, которую инструмент захватывает и тянет. Это усилие на штифт сжимает соединение вместе, и коническая полость инструмента продавливается вниз по воротнику, что уменьшает его диаметр и постепенно обжимает материал воротника в канавки более твердого штифта.
Поскольку усилие, необходимое для обжима, увеличивается в ходе процесса, установка завершается, когда отламывается штифт. [12] Стопорные болты можно рассматривать как сверхпрочного родственника структурных глухих заклепок («заклепок-выпадов» в некоторых регионах), хотя способ достижения пластической деформации материала воротника отличается. Некоторые инструменты способны «устанавливать» оба варианта, поскольку в обоих случаях тяга прикладывается к жертвенному штифтовому хвосту.
