Для получения заготовок валов диаметров от 60 до 150 мм и длиной от 500 до 1200 мм используют радиально-ковочные машины. Их производительность достигает 200—300 тыс. заготовок в год, что определяет область их эффективного использования. Радиально-ковочные машины являются дорогостоящим сложным оборудованием и их применение должно быть экономически обосновано. Частые переналадки при большой номенклатуре заготовок снижают эффективность использования машины, поэтому ее приобретению должны предшествовать рассмотрение номенклатуры заготовок для валов и при необходимости конструкторско-технологическая их доработка в части унификации.
Рис. 1. Схема радиально-ковочной машины.
Рассмотрим принцип работы радиально-ковочной машины на примере образца, работающего на Новокаховском электромашиностроительном заводе. Схема машины представлена на рис. 1. Ковку заготовок валов производят из круглого проката, который нарезают нужной длины. Заготовки проката 12 помещают в индукционный нагреватель, который имеет два индуктора 10 и нагревают два конца вала до температуры 1100°С. Нагрев производят с определенной скоростью. При слишком большой скости нагрева между более нагретыми (поверхностными) и менее нагретыми (внутренними) слоями металла могут возникать напряжения. Последние могут возрасти настолько, что будет нарушена целостность металла — образуются внутренние микро- и макротрещины. При слишком медленной скорости нагрева увеличивается поверхностное окисление металла и образуется окалина. Кроме безвозвратных потерь металла с окалиной, последняя, вдавливаясь в поверхность металла, при деформации вызывает необходимость увеличения припусков на механическую обработку. Окалина также ускоряет износ деформирующего инструмента, так как ее твердость значительно больше твердости горячего металла.
Нагретая заготовка сталкивается на приводной рольганг 9 и с него загрузочным устройством 6" подается к захвату 4. Заготовка зажимается захватом и зажимная головка 5 движется влево, вводя конец заготовки в зону ковочных бойков. Ковочные бойки 3, армированные твердым сплавом 13, совершают колебательные движения по заданной программе, обжимая конец вала. При этом захват вращает заготовку. После того, как обжат один конец вала, зажимная головка 5 подает вал влево, сквозь бойки, которые разведены в стороны, к зажимной головке 1. Захват 2 зажимает откованный конец вала, а захват 4 отпускает заготовку. Зажимная головка 1 отходит влево до тех пор, пока второй конец заготовки не окажется в зоне бойков. После этого бойки обжимают второй конец вала. Обжатый с двух концов вал разгрузочным устройством 6 переносится на место остывания 7. Остывание обжатых заготовок должно происходить равномерно. При остывании заготовок, сложенных в большой пакет, часть заготовок может искривиться.
Получение заготовок валов на радиально-ковочных машинах позволяет экономить до 30 % металла по сравнению с изготовлением валов из проката. При этом снижается трудоемкость токарных работ на 40—50%, так как кроме того, что заготовка по форме близка к детали, припуск на обжатых концах вала оставляют в пределах до 1 мм. На экономию металла оказывает влияние допуск на прокат. С увеличением допуска излишний металл на обжимаемых концах уходит в длину вала, и его обрезают при дальнейшей обработке.
