Kucie i prasowanie są procesami polegającymi na zgniataniu metalu narzędziami o różnych kształtach. Zależnie od kształtu narzędzi i sposobu ich oddziaływania kucie i prasowanie dzieli się na swobodne i matrycowe.
Kucie swobodne.
Jeżeli narzędzie wywiera nacisk tylko na część powierzchni metalu i nie ogranicza innych powierzchni , a odkształcony metal może przemieszczać się(płynąć) w kilku dowolnych kierunkach, to taki sposób kucia lub prasowania nazywa się swobodnym. Kucie swobodne stosuje się przy produkcji wyrobów w małych seriach lub do wykonywania odkuwek bardzo dużych i ciężkich. Małe i drobne odkuwki swobodnie kute wykonuje się ręcznie lub na młotach sprężarkowych o masie części spadających 50÷1000 kg. Odkuwki średniej wielkości wykonuje się na młotach parowo-powietrznych o masie części spadających 500÷5000 kg. Odkuwki duże wykonuje się na prasach o nacisku 6÷200 MN.
Kucie swobodne w porównaniu z innymi metodami kucia ma najmniej zalet. Do wad zalicza się zbyt małą wydajność, niską jakość oraz znaczne straty materiału spowodowane koniecznością pozostawiania dużych naddatków na obróbkę skrawaniem.
Częściowe ograniczenie swobodnego płynięcia materiału, przy jednoczesnym wywieraniu nacisku narzędziem na część powierzchni materiału, nazywa się kuciem półswobodnym. Kucie półswobodne jest realizowane m.in. w przyrządach kuźniczych, np. wielołącznikowych (PTR i innych), i ma następujące zalety:
-umożliwia wykonywanie nawet złożonych odkuwek na uniwersalnych przyrządach, w których wymianie ulegają tylko części robocze,
-wymiary odkuwki są dowolne,
-naddatki materiału na obróbkę skrawaniem są mniejsze niż przy odkuwkach kutych swobodnie.
Kucie półswobodne stosuje się głównie w produkcji małoseryjnej, a czasem jednostkowej.
Kucie matrycowe
W produkcji seryjnej i masowej odkuwki wykonuje się wyłącznie metodą kucia matrycowego. Metoda tą można wykonywać odkuwki o dowolnych kształtach na młotach, prasach, kuźniarkach, walcarkach itp.
Całkowite ograniczenie płynięcia metalu przy jednoczesnym wywarciu nacisku na metal wszystkimi powierzchniami roboczymi, w wyniku czego materiał przybiera kształt wykroju roboczego narzędzia , nazywa się kuciem lub prasowaniem matrycowym. Kucie matrycowe może odbywać się na gorąco i na zimno. Kucie na gorąco jest stosowane częściej. Mniejszy rozwój kucia na zimno można tłumaczyć ograniczoną plastycznością metali, małą twardością narzędzi oraz koniecznością stosowania maszyn o znacznym nacisku lub dużej energii uderzenia.
Zależnie od rodzaju zastosowanych, maszyn rozróżnia się kucie matrycowe: na młotach, prasach śrubowych, prasach korbowych, prasach hydraulicznych, kuźniarkach oraz maszynach specjalnych (automatach, walcach kuźniczych itp.).Stosuje się również kucie matrycowe na agregatach, w skład których mogą wchodzić młoty, prasy, kuźniarki, walce kuźnicze itp. Ten sposób kucia jest przydatny, jeżeli:
-operacje potrzebne do wykonania przedkuwki i odkuwki nie mieszczą się na jednym stanowisku maszynowym,
-istnieje możliwość wydzielania i przeniesienia pewnych pomocniczych operacji na urządzenia tego samego typu, lecz o mniejszej mocy,
-istnieje możliwość lepszego wykorzystania maszyn, zwiększenia wydajności kucia lub poprawienia rytmu pracy.
Kucie matrycowe można prowadzić w matrycach jedno i wielowykrojowych. Przy kuciu jednowykrojowym odkuwki wykonuje się na gotowo, bezpośrednio w jednym wykroju, z przedkuwki lub pręta. Proces kucia prowadzi się przeważnie na młotach spadowych, przeciwbieżnych lub na prasach śrubowych. Metoda ta znalazła zastosowanie w produkcji małoseryjnej oraz w liniach zautomatyzowanych w produkcji masowej.
Poznaj najpopularniejsze metody kucia stali!
Przy kuciu wielowykrojowym materiał wyjściowy zmienia swój kształt na gotowa odkuwkę, przechodząc przez kolejne wykroje w matrycy wielowykrojowej. Przykładem kucia wielowykrojowego jest wykonanie odkuwki wału wykorbionego. Odkuwka jest kuta bezpośrednio z pręta walcowanego w pięciu wykrojach. W dwóch pierwszych wykrojach wykonuje się przedkuwkę , w dwóch dalszych matrycuje się odkuwkę wstępnie i na gotowo, w końcowym wykroju oddziela się odkuwkę od pręta. Do kucia matrycowego zalicza się również obcinanie wpływki, kalibrowanie, prostowanie i dogniatanie odkuwek.
Obcinaniu wpływki podlegają wszystkie odkuwki wykonane w matrycach otwartych, tzn. w matrycach, w których istnieje możliwość wypływania metalu na zewnątrz wykroju. Obcinanie wykonuje się na prasach do okrawania i łączy z wycinaniem dna w odkuwkach oraz ewentualnie z prostowaniem(dogniataniem).Przy kuciu na kuźniarce obcinanie wpływki, drążenie i wycinanie wykonuje się w tym samym oprzyrządowaniu co odkuwkę.
Kalibrowanie (dogniatanie objętościowe realizowane na młotach) ma na celu nadawanie odkuwkom dokładnych wymiarów. Operację tę wykonuje się na młotach matrycowych oraz prasach ciernych w tych samych matrycach co matrycowe. Ponieważ kalibrowanie odkuwek prowadzi się na gorąco, przeważnie bezpośrednio po obcięciu wpływki, dlatego często urządzenie do kalibrowania znajduje się obok urządzeń grzewczych i młotów matrycowych.
Prostowanie ma na celu wyrównanie w odkuwkach skrzywień powstałych w czasie ich produkcji. Operację tę prowadzi się na zimno lub gorąco. Na gorąco odkuwkę prostuje się bezpośrednio po obcięciu wpływki, przeważnie na tych samych młotach i w tym samym oprzyrządowaniu. Można to wykonywać również w narzędziu specjalnie do tego przeznaczonym na młotach lub prasach do okrawania. Prostowanie na zimno wykonuje się na młotach spadowych, prasach śrubowych lub prasach do okrawania, po oczyszczeniu okuwek ze zgorzeliny.
Dogniatanie płaskie stosuje się w celu uzyskania bardzo dokładnych wymiarów grubości odkuwki oraz jej gładkich i czystych powierzchni. Dogniatanie płaskie najczęściej wykonuje się na zimno lub gorąco, po operacji prostowania.
Przy dogniataniu płaskim odkształceniu poddaje się jedną lub kilka par równoległych płaszczyzn. Operację tę wykonuje się między płaskimi powierzchniami narzędzia. Nie dogniata się płaszczyzn odkuwek podlegających obróbce skrawaniem . Przy dogniataniu objętościowym odkształceniu podlega cała objętość metalu. Proces dogniatania przeprowadza się w wykroju wykonanym według wymiarów gotowego przedmiotu, najczęściej na prasie.
