Principi projektovanja za obradu kovanja

Projektovanje otkovaka počinje određivanjem odgovarajuće strukture i materijala na osnovu funkcionalnih zahtjeva dijela. Dizajneri moraju uzeti u obzir faktore kao što su primijenjena opterećenja, radno okruženje, vijek trajanja, čvrstoća i žilavost prije odabira odgovarajućeg metalnog materijala i metode kovanja. Budući da otkovci svoj konačni oblik postižu plastičnom deformacijom, dizajn ne može jednostavno preslikati standardno obrađene dijelove; umjesto toga, mora u potpunosti uzeti u obzir karakteristike protoka metala tokom procesa kovanja. Za područja koja su podložna velikom stresu, treba izbjegavati nagle promjene poprečnog presjeka i oštre uglove; Uključivanje odgovarajućih fileta i prijelaznih struktura osigurava ravnomjerniju raspodjelu opterećenja, čime se minimiziraju koncentracije naprezanja.

Dizajn kovanja također mora biti u skladu sa specifičnim zahtjevima procesa kovanja. Dizajni bi trebali dati prednost jednostavnim, simetričnim i lako oblikovanim geometrijama, izbjegavajući pretjerano duboke udubljenja, uske žljebove ili previše tanke dijelove, jer oni kompliciraju metalno punjenje i povećavaju rizik od defekata kao što su preklopi (pregibi) i pukotine. Za zatvorene- otkovke, linija odvajanja mora biti strateški postavljena kako bi se olakšalo lako uklanjanje iz kalupa i pojednostavila proizvodnja i održavanje matrice. Odgovarajuće kovane uglove i uglove promaja treba ugraditi da bi se obezbedio nesmetan protok metala i smanjio otpor tokom izbacivanja dela. Osim toga, karakteristike koje zahtijevaju naknadne operacije-kao što su probijanje ili obrezivanje-moraju imati svoje dopuštene obrade i zahtjeve procesa u obzir tokom početne faze dizajna.

Ponašanje deformacije materijala i linije protoka metala su također kritična razmatranja. Tokom kovanja, metal prolazi kroz plastično strujanje u smjeru primijenjene sile; stoga se redoslijed kovanja može urediti tako da se metalne linije toka poravnaju sa primarnim smjerom nosivosti-djela. Za komponente podložne velikim opterećenjima-kao što su osovine, zupčanici i klipnjače{4}}optimizacija metalnih vodova za protok povećava snagu i otpornost na zamor. Dizajneri također moraju odrediti odgovarajući stepen deformacije na osnovu plastičnosti materijala, čvrstoće i temperaturnog raspona kovanja, uspostavljajući ravnotežu kako bi se izbjegla nedovoljna deformacija (koja ne uspijeva eliminirati unutrašnje defekte) i pretjerana deformacija (koja može uzrokovati pucanje).

Konačno, dizajn procesa kovanja zahtijeva pravilno određivanje dopuštenih i tolerancija obrade. Zbog faktora kao što su odstupanja u dimenzijama i formiranje oksidnog kamenca tokom procesa kovanja, otkovcima je obično potreban dodatak za obradu za naknadne operacije kao što su okretanje, glodanje i brušenje. Prevelik dodatak povećava potrošnju materijala i obim mašinske obrade, dok nedovoljan dodatak može da ne obezbedi preciznost dimenzija i kvalitet površine završnog dela; prema tome, dopuštenje se mora razumno odrediti na osnovu metode kovanja, dimenzija dijela i zahtjeva za preciznošću. Dodatno, faktori kao što su skupljanje kovanja, deformacija i habanje matrice moraju se uzeti u obzir kako bi se izvršile odgovarajuće prilagodbe dimenzija matrice.