Co je otevřené zápustkové kování a kdy se používá?

Když kupující potřebuje velký ocelový výkovek, jedním z prvních výrobních rozhodnutí je, zda má být součást vyrobena volným kováním nebo jinou metodou kování.

Toto rozhodnutí ovlivňuje více než tvar hotové součásti. Může ovlivnit výchozí materiál, hmotnost výkovku, cestu deformace, přídavek na obrábění, náklady na nástroje, množství výroby, dodací lhůtu a požadavky na výstupní kontrolu.

Pro kupujícího není užitečná otázka pouze "Co je volné zápustkové kování?"

Důležitější otázka je:

Proč by si dodavatel kování pro mou součást vybral volné kování?

Co je otevřené zápustkové kování?

Volné zápustkové kování je proces kování, při kterém je zahřátá ocel stlačována mezi relativně jednoduchými zápustkami, které zcela neuzavírají obrobek.

Ocel se postupně deformuje, aby se dosáhlo požadovaného tvaru a vnitřní struktury.

Na rozdíl od uzavřeného lisovacího procesu není materiál uzavřen v dutině lisovnice, která reprodukuje kompletní hotovou geometrii.

Místo toho se výkovek může otáčet, pohybovat, pěchovat, vytahovat, děrovat nebo s ním jinak manipulovat mezi operacemi kování.

Díky tomu je volné kování zvláště vhodné pro velké a těžké součásti, kde by výroba vyhrazené uzavřené -dutiny zápustky byla nepraktická nebo zbytečně nákladná.

Mezi typické produkty patří:

Kované hřídele

Kované prsteny

Kované bloky

Velké příruby

Válce

Disky

Těžké-výkovky

Další velké zakázkové ocelové výkovky

Proč je volné kování běžné pro velké součásti?

Největší praktickou výhodou volného kování je jeho flexibilita.

Velká součást může mít konečný průměr několik stovek milimetrů nebo podstatně více, se značnou hmotností a relativně jednoduchou geometrií.

Výroba takové součásti s vyhrazenou uzavřenou matricí může vyžadovat značné investice do nástrojů.

Při volném kování může dodavatel používat relativně jednoduché nástroje a řídit deformaci pomocí sekvence kovacích operací.

Díky tomu je tento proces zvláště užitečný, když:

Komponenta je velká

Hmotnost výkovku je vysoká

Geometrie je poměrně jednoduchá

Objem výroby je nízký nebo střední

Zákazník požaduje vlastní velikost

Vyhrazené nástroje by byly drahé

Je nutná značná deformace materiálu

To je jeden z důvodů, proč jsou velké ocelové výkovky běžně spojovány s volným kováním.

Jak funguje otevřené zápustkové kování?

Skutečná sekvence závisí na komponentě, ale typický proces může zahrnovat několik fází.

1. Zahřejte výchozí materiál

Ocelový předvalek, ingot nebo jiný výchozí materiál se zahřeje na požadovanou kovací teplotu.

Postup ohřevu závisí na jakosti oceli a velikosti průřezu.

U velkých sekcí je důležitá rovnoměrnost teploty, protože střed a povrch se neohřívají stejnou rychlostí.

2. Rozrušte materiál

Pěchování stlačí obrobek podél jeho délky a zvětší jeho průřez-plochu.

Tuto operaci lze použít, když dodavatel potřebuje vyvinout požadovaný průřez nebo zvýšit deformaci materiálu.

3. Vytáhnout nebo prodloužit

Kresba zmenší průřez-a zároveň zvětší délku.

To se běžně používá při výrobě dlouhých součástí, jako je kovaná hřídel.

Obrobek lze opakovaně přemisťovat, aby se získaly požadované rozměry a deformace.

4. Děrování nebo vyvrtávání, když je to vyžadováno

Pro kruhové-typy nebo duté součásti může dodavatel vytvořit otvor skrz obrobek.

Výsledný předlisek lze následně dále deformovat pro dosažení požadovaných rozměrů.

5. Otočte a přemístěte obrobek

Jednou z důležitých vlastností volného kování je, že s obrobkem lze během výroby manipulovat.

Dodavatel může změnit polohu obrobku mezi operacemi kování spíše než spoléhat na jednu pevnou dutinu zápustky.

Tato flexibilita je užitečná zejména pro velké zakázkové komponenty.

Co dělá otevřené zápustkové kování pro vnitřní strukturu?

Pro kupující průmyslových výkovků je vnější tvar pouze částí problému.

Operace kování také vytváří řízenou plastickou deformaci v celé oceli.

To může pomoci upravit původní strukturu výchozího materiálu a vytvořit vhodnější kovaný stav.

U velkých součástí musí dodavatel zvážit, jak se deformace dostane do příslušných částí obrobku.

To je zvláště důležité, když komponenta zažije:

Vysoké mechanické zatížení

Ohýbání

Kroucení

Cyklické zatížení

Tlak

Dopad

Vysoké provozní teploty

Otevřené zápustkové kování proto není pouze způsob výroby hrubého tvaru.

Kovací trasa musí být navržena podle konečné součásti a jejích provozních podmínek.

Kdy je otevřené zápustkové kování dobrou volbou?

O volném kování se často uvažuje, když platí několik z následujících podmínek.

Velká velikost součásti

Jedná se o jednu z nejpřehlednějších aplikací.

Velké hřídele, kroužky, bloky, disky, válce a podobné součásti mohou být vyráběny bez potřeby masivní vyhrazené dutiny formy.

Nízký nebo střední objem výroby

Pokud zákazník potřebuje malý počet vlastních komponent, může být obtížné ospravedlnit náklady na vyhrazené nástroje.

Volné kování obecně nabízí větší flexibilitu pro zakázkovou a menší{0}}výrobu.

Jednoduchá nebo střední geometrie

Volné zápustkové kování funguje zvláště dobře u součástí, jejichž hlavní geometrii lze vyrobit pěchováním, tažením, prodlužováním, děrováním a souvisejícími operacemi.

Je méně vhodný, když součást vyžaduje vysoce detailní trojrozměrný tvar, který má být vytvořen přímo během kování.

Velká hmotnost kování

Jak se součást stává těžší, kování v otevřeném zápustce se stává stále užitečnější, protože proces může pojmout velké části, aniž by vyžadoval uzavřenou dutinu přesně odpovídající konečnému tvaru.

Vlastní rozměry

Pokud kupující potřebuje -nestandardní průměr, délku, tloušťku nebo hmotnost výkovku, volné kování poskytuje značnou flexibilitu.

To je cenné pro inženýrské projekty, kde standardní rozměry polotovaru neodpovídají hotové součásti.

Kdy nemusí být otevřené zápustkové kování tou nejlepší volbou?

Volné kování není automaticky vhodné pro každý ocelový výkovek.

Jiný proces lze zvážit, pokud komponenta má:

Vysoce komplexní geometrie

Hluboké dutiny

Tenké sekce

Mnoho detailních funkcí

Velmi přísné jako-kované rozměrové požadavky

Velmi vysoký objem výroby

Pro tyto situace může být vhodnější uzavřené zápustkové kování nebo jiný výrobní proces.

Rozhodnutí by mělo být založeno spíše na hotové součásti než na obecných výhodách jednoho procesu.

Otevřené zápustkové kování vs. uzavřené zápustkové kování

Rozdíl je zřetelnější při pohledu z pohledu kupujícího.

Toto srovnání by nemělo být interpretováno jako pravidlo, že jeden proces je vždy lepší.

Například velká výrobní zakázka na relativně jednoduchou součást může ospravedlnit jinou výrobní cestu než jednorázové-velké kování.

Proč jsou pro kupující důležité náklady na nástroje?

Nástroje jsou jedním z praktických důvodů, proč kupující uvažují o volném kování.

U uzavřeného zápustkového kování musí zápustka reprodukovat požadovanou geometrii součásti. Pro složité nebo velké součásti mohou nástroje představovat významnou investici do inženýrství a výroby.

Pokud zákazník požaduje pouze malé množství, tyto náklady na nástroje mohou mít velký vliv na jednotkovou cenu.

Volným kováním v zápustce se lze vyhnout některým z těchto investic do speciálních nástrojů, protože obrobek je postupně tvarován pomocí jednodušších zápustek a řízené manipulace.

Díky tomu je obzvláště atraktivní pro zakázkové projekty kování oceli.

Znamená otevřené zápustkové kování nižší náklady?

Ne nutně.

To je důležitý bod při porovnávání cenových nabídek.

Volné kování může snížit náklady na specializované nástroje, ale celkové náklady na velké kování také závisí na:

• Výchozí hmotnost materiálu
• Materiálové využití
• Počet operací kování
• Topné cykly
• Doba kování
• Tepelné zpracování
• Obrábění
• Inspekce
• Požadavky NDT
• Konečné rozměry
• Výrobní množství

Velká otevřená-zápustka-kovaná součást může po kování vyžadovat značné opracování.

Kupující by proto měli porovnávat celkové výrobní náklady, nikoli pouze cenu kování nebo náklady na nástroje.

Jaké produkty se běžně vyrábějí otevřeným zápustkovým kováním?

Kované hřídele

Velké hřídele jsou jednou z nejtypičtějších aplikací.

Jejich geometrie je často kompatibilní s pěchováním, tažením a řízenými operacemi prodlužování.

Aplikace mohou zahrnovat zařízení na{0}}generování energie, průmyslové stroje, námořní zařízení a těžké stroje.

Kované prsteny

Velké kroužky lze vyrábět kombinací pěchování, děrování a následné deformace kroužku.

Tento proces umožňuje dodavateli vyrábět vnitřní a vnější průměry na míru.

Kované bloky

Velké obdélníkové nebo čtvercové části jsou často vhodné pro volné kování.

Ty mohou být později opracovány na hotové součásti.

Velké příruby

Velké kované příruby mohou být také vyráběny otevřenými způsoby, pokud jejich rozměry, množství a materiálové požadavky činí tento způsob praktickým.

Válce a disky

Těžké válce a kotouče lze vyrábět řízeným pěchováním a jinými operacemi s otevřenými-zápustkami v závislosti na konečné geometrii.

Co by měli kupující sdělit dodavateli kování?

Dodavatel nemůže vybrat nejvhodnější proces kování pouze z názvu hotového výrobku.

Při žádosti o nabídku volného kování poskytněte co nejvíce následujících informací:

• Hotový výkres
• Třída oceli
• Hotové rozměry
• Požadované množství
• Hmotnost výkovku, pokud je známa
• Požadavky na tepelné zpracování-
• Požadavky na mechanické-vlastnosti
• Požadavky NDT
• Použitelné normy
• Požadavky na obrábění
• Podmínka dodání
• Inspekční dokumentace

Pokud kupující neví, zda je volné kování vhodné, výkres a informace o aplikaci umožňují výrobci výkovku vyhodnotit výrobní postup.

Otázky, které byste si měli položit před objednávkou otevřeného zápustkového kování

Namísto dotazu pouze na to, zda dodavatel může součást vyrobit, se kupující mohou zeptat:

Proč je pro tuto součást vhodné volné kování?

Jaký výchozí materiál bude použit?

Jakého snížení kování bude dosaženo?

Jak se bude s obrobkem při kování manipulovat?

Jaký přídavek na obrábění zůstane?

Jaké tepelné zpracování bude aplikováno?

Které oblasti vyžadují ultrazvukové testování?

Jaké mechanické vlastnosti se budou testovat?

Jaké rozměry budou po vykování zkontrolovány?

Poskytne dodavatel sledovatelnost materiálu a kontroly?

Tyto otázky pomáhají určit, zda navrhovaný proces skutečně odpovídá komponentě.

Jak Xinjie Forging používá otevřené zápustkové kování

Xinjie Forging se zaměřuje na zakázkové ocelové výkovky, kde je výrobní postup určován skutečnými požadavky součásti.

Její sortiment zahrnuje kované hřídele, kované příruby, kované kroužky, kované bloky, kovaná ozubená kola, kované válce, kované trubkovnice a výkovky z ocelové zápustky.

U velkých nebo přizpůsobených součástí může volné kování poskytnout flexibilitu potřebnou k řízení rozměrů výkovku a deformace bez spoléhání se na vyhrazenou uzavřenou -dutinu zápustky.

Vhodný proces stále závisí na konkrétním výkresu, jakosti oceli, velikosti součásti, výrobním množství, požadavcích na obrábění a specifikaci kontroly.

U kupujících v oblasti ropy a zemního plynu, petrochemických a tlakových zařízení, výroby energie, námořního a lodního stavitelství a stavebních nebo těžkých zařízení by tyto faktory měly být vyhodnoceny společně před výběrem výrobní cesty.

Finální Takeaway

Volné kování je flexibilní výrobní metoda pro výrobu ocelových součástí postupným deformováním zahřátého materiálu mezi relativně jednoduchými zápustkami.

Je zvláště užitečné, když je součást velká, těžká, přizpůsobená, má relativně jednoduchou geometrii nebo je vyžadována v malém{0}}až{1}}středním produkčním množství.

Volné kování v zápustce by však nemělo být zvoleno jednoduše proto, že součást je velká.

Dodavatel musí ještě vyhodnotit materiál, geometrii, požadovanou deformaci, množství výroby, přídavek na obrábění, tepelné zpracování, požadavky na kontrolu a celkové výrobní náklady.

Pro kupující je proto nejlepším výchozím bodem hotová součást a její servisní požadavky. Jakmile je pochopíte, lze s mnohem větší jistotou vybrat vhodný proces kování-včetně volného kování-.