Przedkuwka

Przedkuwka (także wstępniak; ang. preform) – pośrednia postać metalowego wsadu przygotowana do kolejnej operacji kucia. Z przedkuwki wytwarza się odkuwkę, zwykle w procesie wielooperacyjnym. Jej kształt i rozmieszczenie materiału dobiera się do kształtu przyszłej odkuwki^[1.1].

Przedkuwka nie jest koniecznym etapem każdego procesu kucia. Jeżeli odkuwkę można ukształtować bezpośrednio z materiału wyjściowego, etap przygotowania przedkuwki się pomija^[2]. Wsadem do kucia może być również materiał niebędący przedkuwką, na przykład wlewek^[3].

W projektowaniu procesów kucia matrycowego rozróżnia się przedkuwkę idealną i rzeczywistą. Przedkuwka idealna jest wyidealizowaną bryłą obrotową wykorzystywaną do określenia kształtu przedkuwki rzeczywistej oraz przebiegu procesu technologicznego. Przedkuwka rzeczywista stanowi natomiast ostateczną postać materiału wsadowego^[1.1].

Przedkuwki stosuje się między innymi podczas kucia matrycowego odkuwek wydłużonych, których przekrój poprzeczny znacznie zmienia się wzdłuż osi. Pozwalają one wstępnie rozmieścić materiał w poszczególnych częściach wyrobu przed jego ukształtowaniem w wykroju matrycy. Przedkuwka takiego elementu może mieć zgrubienia, nazywane głowami, połączone cieńszym trzonem^[4.1].

W jednej z metod projektowania przedkuwek dla odkuwek wydłużonych przyjmuje się, że pola ich kolejnych przekrojów poprzecznych powinny odpowiadać polom przekrojów odkuwki powiększonym o naddatek materiału przeznaczony na wypływkę. Na tej podstawie opracowuje się możliwy do wykonania kształt przedkuwki rzeczywistej^[4.1].

Przedkuwkę rzeczywistą można kształtować w wykrojach przygotowawczych tej samej wielowykrojowej matrycy co odkuwkę albo w osobnej operacji na innej maszynie kuźniczej. W praktyce stosuje się kucie swobodne i półswobodne, kucie na kowarkach i kuźniarkach, kształtowanie na elektrospęczarkach i kuźniczych prasach trójsuwakowych, a także walcowanie wzdłużne i poprzeczne^[1.2].

Poszczególne metody stosuje się do różnych postaci przedkuwek. Kucie swobodne i półswobodne wykorzystuje się między innymi do przedkuwek wydłużonych, zwartych i płaskich, kowarki – do przedkuwek wydłużonych o zmiennym przekroju, elektrospęczarki – do przedkuwek z dużym zgrubieniem na końcu, a kuźniarki – do przedkuwek z miejscowymi zgrubieniami, w tym przedkuwek czołowych drążonych. Walcowanie wzdłużne służy do wykonywania przedkuwek wydłużonych, natomiast walcowanie poprzeczne – wydłużonych przedkuwek o zmiennym przekroju i postaci bryły obrotowej^[1.2].

Przedkuwki mogą być wykonywane za pomocą maszyn pomocniczych, między innymi walcarek kuźniczych wzdłużnych. W przypadku odkuwek wydłużonych wykorzystuje się również walcowanie poprzeczno-klinowe. Metoda ta pozwala uzyskiwać osiowosymetryczne przedkuwki o zmiennym przekroju poprzecznym^[4.2].

Podczas walcowania poprzeczno-klinowego wyrób osiowosymetryczny jest kształtowany narzędziami klinowymi zamocowanymi na walcach albo płaskich płytach walcarki. Narzędzia obejmują strefy wcinania, kształtowania i kalibrowania. W strefie wcinania klin zagłębia się w materiał i zmniejsza jego średnicę; w strefie kształtowania boczne ściany klina powodują redukcję średnicy na wymaganej długości, a w strefie kalibrowania obciskanie usuwa nieregularności kształtu powstałe we wcześniejszych fazach procesu^[1.3]. Tak przygotowany element stanowi następnie wsad do kucia matrycowego^[4.3].