Различают объемную и листовую штамповку металла в нагретом и холодном состояниях.sports74.ru

При объемной штамповке деформируется еєсь объем металла и его истечение ограничивается полостью штампа. Штамп состоит обыч­но из двух разъемных частей, которые в собранном виде создают одну или несколько внутренних полостей, называемых ручьями.

Объемная горячая штамповка имеет ряд преимуществ по сравнению со свободной ковкой: достигается более высокая производительность труда, уменьшаются отходы металла, обеспечивается белее высокая точность изделия при лучшем состоянии его поверхности. Методом объемной штамповки можно получать поковки различной конфигура­ции из стали, цветных металлов и других материалов.

Технология горячей объемной штамповки. Исходными материалами являются сортовой прокат различного се­чения, некоторые профили периодической прокатки и другие заготовки.

Технологический процесс горячей объемной штамповки состоит из разделки проката на заготовки необходимой массы (мерные заготовки); нагрева заготовок; штамповки заготовок; термической обработки поко­вок; отделки поковок. В соответствии с этими операциями в цехах го­рячей штамповки имеются заготовительное, штамповочное, термическое и отделочные отделения.

При проектировании технологического процесса необходимо учи­тывать ряд факторов: форму и размеры готового изделия, требуемую точность его изготовления, пластичность металла, программу выпуска. С учетом этих факторов выбирают тип машины для горячей штамповки. Затем по чертежу изделия выполняют чертеж поковки с учетом при­пусков на механическую обработку и допусков на штамповку. По

чертежу поковки определяют форму и размеры исходной заготовки. Загем проектируют штамп с учетом расположения в нем заготовки, формы и числа промежуточных переходов при штамповке. В техноло­гической карте указывают также режимы нагрева заготовки и терми­ческой обработки поковки, заготовительные и отделочные операции.

Объемную горячую штамповку осуществляют двумя способами — в открытых и закрытых штампах. В первом случае получают поковку с облоем (заусенец по месту разъема штампов) При штамповке с обло — ем полость штампа хорошо заполняется металлом, так как объем заго­товки больше объема по­лости штампа. Во втором случае объем заготовки должен быть равен объ­ему полости штампа (безо — блойная штамповка). В на­стоящее время более рас­пространенным является облойный метод штампов­ки (при котором в месте разъема штампа образует­ся облой, заусенец), нес­мотря на отходы металла в облой.

Открытые и закрытые

штампы могут быть одно — или многоручьевые. Одноручьевой штамп применяют для получения поковок простой формы. Поковки сложной формы изготовляют методом многоручьевой штамповки. Заготовку обрабатывают сначала в подготовительных ручь­ях, а затем в чистовом ручье. Подготовительные и чистовые ручьи размещают в одном общем или в нескольких отдельных штампах (ком — бинированный процесс штамповки). При проектировании технологи­ческих процессов штамповки выгоднее применять одноручьевые штам­пы с использованием заготовок фасонной формы.

Штамповку осуществляют иа молотах, кривошипных, гидравли­ческих и фрикционных прессах, горизонтально-ковочных и других машинах.

Штамповка на молотах. Штампы могут быть открытые или закрытые, одноручьевые или многоручьевые. Для повышения производительности молота при одноручьевой штамповке применяют штампы с 2—3 чистовыми ручьями. При многоручьевой штамповке в штампе может быть один или несколько заготовительных ручьев.

Наиболее прогрессивным способом пвлется одно — или двухручьевая штамповка на молотах с предварительной подготовкой фасонных заго­товок путем вальцовки или с использованием периодического проката. Однако в промышленности еще широко применяют миогоручьевую штамповку на молотах.

На рис. 133 показана схема облойной одноручьсвой штамповки простой поковки из цилиндрической заготовки. Штамп 5 состоит из двух частей: верхняя прикреплена к бабе 6 нижняя — к штамподер­

жателю 3, установленному на шаботе 1 при помощи креплений 7 и клиньев 4 и 2. Ручей расположен в верхней и нижней частях штампа. Боковые поверхности ручьев штампа имеют уклоны (к — 3 д — 15е) для облегчения выемки поковок.

Предварительно нагретую заготовку 8 укладывают в нижнюю поло­вину штампа на торец. При ударах верхней половины штампа по за­готовке металл заполня­ет ручей, формируя по­ковку 9.

Наиболее трудно за­пел няются металлом углы штампа. Их за­полнению способствует заусенец 10, образую­щийся при штамповке. Заусенец удаляют в обрезных штампах на кривошипных прессах.

На рис. 134 показан многоручьевой штамп молота и технологичес­кий процесс штамповки шатуна по переходам. Нагретая заготовка по­падает сначала в про­тяжной ручей 1, в кото­ром она вытягивается. В подкатном ручье 2 происходит перераспределение металла: попе­речное сечение заготовки в одних частях увеличивается за счет умень­шения других. Затем заготовка поступает в гибочный 5 и черновой 6 ручьи. Черновой ручей, предварительно формируя поковку, уменьша­ет износ чистового ручья. В чистовом ручье 3 поковка получает окон­чательную форму. Заусенечную канавку 4 предусматривают только во­круг чистового ручья.

Штамповка в заготовительных и чистовых ручьях производится за одни (редко) или несколько ударов молота. При изготовлении поковок применяют также пережимные и формовочные заготовительные ручьи, площадки для осаживания и расплющивания. Если поковка штампу­ется из прутка или одновременно штампуется несколько поковок, то на штампе предусматривают отрубной ручей или нож.

Безоблойпую штамповку на молоте в закрытом штампе, несмотря на ее экономичность, применяют только для простых поковок.

Для получения поковок в штампах обычно используют паровоздуш­ные молоты с падающими частями массой 0,5—30 т; фрикционные мо­лоты с падающими частями массой 0,5—2 т применяют редко.

Паровоздушные молоты для штамповки имеют по сравнению с мо­лотами для свободной ковки большую длину направляющих, в кото­рых перемещается баба молота. Кроме того, у них больше масса шабо­тов и более жесткая станина. Эго обеспечивает высокую точность штам-
ловки. Сталина молота крепится к фундаменту специальными болта­ми с пружинами.

Штамповка на прессах. В кузнечно-штамповочном про­изводстве широко применяют прогрессивный метод изготовления по­ковок на кривошипных штамповочных прессах. При штамповке на прессах гго сравнению со штамповкой на молотах обеспечивается более высокая точность изделия, уменьшается расход металла, упрощается обслуживание пресса.

Кривошипные штамповочные прессы строят с номинальным усилием 0,5—80 МН и числом ходов 35—90 в минуту.

При штамповке на прессе деформация металла существенно отли­чается от его деформации при штамповке на молоте. При ударах молота деформируются в основном поверх­ностные слои поковки; в прессе на­грузка па поковку возрастает пос­тепенно и деформация распростра­няется на весь объем металла. Это необходимо учитывать при конст­руировании штампов для прессов.

Штампы конструируют так, чтобы формирование поковки про­исходило за несколько переходов в предварительных ручьях. Однако число этих ручьев должно быть минимальным. Для штамповки на прессах рекомендуется применять фасонные заготовки (рис. 135).

Перед штамповкой на криво­шипном прессе с нагретых заго­товок необходимо удалять окали­ну, так как она может вдавли­ваться в поковку. На ряде заводов окалину удаляют гидрав­лическим способом.

На прессе можно штамповать поковки в открытых и закрытых (рис. 136) штампах. В последнее время все больше поковок получают прямым и обратным методом выдавливания.

Вид кривошипного пресса для горячей штамповки металла и его кинематическая схема изображены па рис. 137. Рабочие части пресса приводятся в движение от электромотора 1, установленного на ста­нине пресса. При помощи клиноременной передачи от шкива 2 дви­жение передается маховику 3, укрепленному на валу 5. Маховик обо­рудован фрикционным предохранительным устройством, не допускаю­щим перегрузки вала. Для остановки маховика предусмотрен вспомо­гательный тормоз 4, автоматически включающийся после выключения электромотора 1. Вал 5 вращает шестерню 6, которая сцеплена с шес­терней 7, приводящей в движение коленчатый вал 9, перемещающий при помощи шатуна 11 ползун 12. Включение кривошнпно-шатуиного механизма осуществляется пневматической муфтой 8, которая управ-

q — осаживание заготовки п первом ручье; 6 — формирование углубления
ао втором ручье; в —* окончательное формирование поковки в закрытом
ручье

ляется ножной педалью. Ленточный тормоз 10 предназначен для оста­новки кривошипно-шатунного механизма после выключения пневма­тической муфгы. Верхняя половина штампа крепится к ползуну прес­са, нижняя — к столу, снабжаемому двух клиновым устройством 13 для регулирования высоты штампового пространства.

Горячую объемную штамповку металла или отдельные ее операции (гибку, протяжку, прошивку и др.) можно осуществлять на гидравли­ческих и фрикционных прессах. На гидравли­ческих прессах штампуют в основном поков­ки массой 100—350 кг и более. В последнее время на гидравлических прессах применяют штамповку поковки частями (секционная штамповка). Фрикционные прессы применя­ют обычно для штамповки мелких поковок.

Штамповкой на горизонтально-ковочных машинах обычно производят поковки типа кольца и стержня с ranовкой или утолще­нием (болты, гайки, шайбы и т. д.). Типич­ным для горизонтально-ковочных машин яв­ляется процесс многоручьевой штамповки прутковой заготовки в закрытом штампе, со­стоящем из пуансона и разъемных матриц.

На рис, 138 представлена схема штампов­ки изделия на горизонтально-ковочной маши­не. Конец нагретого прутка укладывают в неподвижную половину матрицы 1 до угора 4. Пуансон 3 в это время находится в левом положении (рис. 138,а). Подвижная часть матрицы 2 зажимает пруток и одновременно образует полость для деформации выступаю­щей части прутка. При этом упор 4 автомати­чески переходит в другое положение (рис.

138, б). Пуансон деформирует конец прутка с образованием готовой поковки (рис. 138,е), после чего подвижная матрица и пуансон отходят в исходное положение (рис. 138, г), а пруток с поковкой переносят в следу­ющий ручей, где их отделяют друг от друга.

Общий вид и кинематическая схема горизонтально-ковочной маши­ны представлены на рис. 139. Электромотор / при помощи клиноремен­ной передачи 2 приводит в движение маховик 3. Через муфту 4 вращение сообщается передаточному валу 5. Последний посредством зубчатых ко­лес 8 соединяется с главным коленчатым валом 7, кривошип которого шатуном 9 связан с главным ползуном 11. Кроме того, главный ко­ленчатый вал двумя эксцентриками 6 соединяется с боковым зажимным ползуном 17 через шатун и систему рычагов 16.

Штамп состоит из неподвижной многоручьевой полуматрицы 14, укрепляемой в станине пресса; подвижной многоручьевой полуматрн — цы 15, укрепляемой в боковом зажимном ползуне /7; пуансонов 12,

укрепленных в главном ползуне 11 и расположенных соответственно ручьям матрицы.

При работе горизонтально-ковочной машины нагретый пруток за­кладывают в первый ручей полуматрицы 14 и продвигают до упора 13, связанного с роликом 10. Ролик Л? находится на направляющей, скреп­ленной с главным ползуном 11.

Рис. 139. Гпризонтадьио-ковочная машина: а — общий вид; 6 — килем atнческая схема

. При рабочем ходе главного ползуна 11 выступ на направляющей заставляет ролик 10 подняться и, повернув ось упора, сдвинуть конец упора в сторону, освободив тем самым ход пуансону 12. В этот же мо­мент подвижная часть полуматрицы /5 соединяется с полуыатрицей 14 и образует полость для формирования поковки. Деформация поковки осуществляется пуансоном 12.

Производительность горизонтальпо-ковочпых машин высокая (400— 600 поковок в час). Усилие при штамповке поковок составляет 0,1— 30 МН. Усилие штамповки на горнзонталыю-ковочных машинах приб­лиженно определяют по формуле.

: р = Мп, (71)

где k — поправочный коэффициент, равный в среднем 4; а — предел прочности металла при температуре конца штамповки, Н/м2 (кГс/мм2); F„ — площадь проекции поковки на плоскость, перпендикулярную направлению движения пуансона, мм2.

Диаметр заготовок равняется 25—300 мм.

, Для предварительного обжатия заготовок, предназначенных для дальнейшей штамповки, а также для получения некоторых поковок (типа стрел и пик) применяют ковочные вальцы.

Отделка поковок после горячей объемной штамповки. При открытой штамповке на молотах и прессах об­разующиеся заусенцы удаляют па кривошипных прессах обрезными штампами. Если штампуют поковки с отверстиями, то внутри них образуется пленка металла, которую удаляют при обрезке заусенцев.

Схемы штампов для обрезки заусенцев и удаления пленок приведе­ны па рис. 140. В обоих случаях штампы состоят из матрицы 1 и пуансо­на 2. Инструмент для удаления заусенцев имеет режущую кромку на матрице, а для удаления пленки — на пуансоне. Остальные части штампа выполняют роль толкающих или опорных деталей, форма ко­торых соответствует конфигурации поковки по месту соприкосновения.

Рис. 140. Схема обрезных штампов: а — для обрезкн заусенцев: С — для удаления пле­нок

Матрица І крепится клином к башмаку 5, установленному на столе пресса; пуансон 2 через державку 4 связывается с ползуном пресса. Съемник 3 предназначен для удаления заусенцев (или поковок в слу­чае их прошивки) с пуансона.

Заусенцы обрезают с поковок в горячем и холодном состояниях. Горячею обрезку осуществляют непосредственно после штамповки на прессе, входящем в состав штамповочного агрегата. Заусенцы, обра­зующиеся после обрезки облоя, удаляют абразивным кругом на наж­дачном станке.

Поковки после удаления заусенцев подвергают необходимой терми­ческой обработке, правят в специальных штампах на молотах или прессах и очищают от окалины (в барабанах, пескоструйных или дробе — метных аппаратах, в растворах кислот).

Для придания поковкам или отдельным их частям точных размеров и улучшения состояния поверхности применяют калибровку и чеканку.