Штамповка в закрытых штампах.

Применяется при изготовлении, как правило, поковок типа тел вращения. Дело в том, что для поковок сложной конфигурации трудно обеспечить одновременный выход штампуемого металла по периметру поковки к поверхности разъема штампа, это приводит к образованию торцового заусенца в отдельных частях поковки, заклиниванию штампа, невозможности доштамповки поковки и возможному разрушению штампа. В закрытых штампах осуществляется и штамповка выдавливанием. ГОШ производится на паровоздушных штамповочных молотах ПШМ, кривошипных горячештамповочных прессах КГШП, горизонтально-ковочных машинах ГКМ, винтовых прессах ВП, гидравлических прессах ГП и т. д. ПШМ представляет собой машину ударного действия и имеет много общего с ковочным паровоздушным молотом. Отличия заключаются в устройстве опорной массивной части — шабота и в системе управления. Нижняя часть штампа устанавливается на под-штамповую плиту, верхняя часть — в массивную кованую подвижную часть — бабу с помощью клина и поперечной шпонки для обеспечения надежности их крепления. ПШМ является наиболее универсальным штамповочным агрегатом, позволяющим изготовлять самые разнообразные поковки любой сложности. В молотовых штампах применяются практически все виды ручьев.

Динамичность нагрузки при штамповке (скорость бабы достигает 8 м-с) обеспечивает интенсивное заполнение ручьев штампа деформируемым металлом. На молотах штамповка производится как правило в открытых ручьях, т. е. с образованием облоя. Отверстие в поковке пробивается двумя бобышками (выступами) штампа не насквозь — между ними остается перемычка определенной толщины во избежание быстрого износа или разрушения штампа. Для обрезки облоя по контуру поковки на разъеме и пробивки перемычки в отверстии применяются специальные обрезные кривошипные прессы, на которые устанавливаются специальные штампы обычно для комбинированной обрезки и прошивки поковок. Поэтому для организации микроучастка ГОШ устанавливается печь для нагрева металла, ПШМ с определенным материалом и размерами поковки массой падающих частей (масса бабы с верхней частью штампа, парового поршня и соединяющего их штока) и обрезного пресса. КГШП при штамповке обеспечивает гораздо меньшую динамичность нагрузки по сравнению с молотом (скорость ползуна не превышает 1 м-с). Это приводит к менее интенсивному заполнению ручьев и часто — к увеличению необходимого количества ручьев в штампе. Вместе с тем снижаются требования к креплению штампов, что позволяет применять резьбовые устройства вместо клиньев и шпонок.

Поэтому штамп для КГШП представляет собой универсальный блок из нижней плиты, которая крепится прихватами к столу пресса, и верхней плиты, которая крепится к ползуну. Плиты между собой координируются с помощью направляющих колонок и втулок аналогично штампу для листовой штамповки. В плитах предусматриваются гнезда для крепления обычно до трех вставок ручьев. В конструкции пресса предусмотрены выталкиватели с механическим приводом для принудительного удаления поковки из нижней и верхней частей штампа. Это позволяет уменьшить максимальные штамповочные уклоны с 7 до 5° для наружных поверхностей и с 10 до 7° — для внутренних по сравнению с ПШМ. Ползун КГШП осуществляет возвратно-поступательные движения с помощью кривошипно-шатунного механизма, поэтому величина хода ползуна постоянна и весь процесс деформирования металла в каждом ручье производится за один ход. Это существенное отличие КГШП от ПШМ. Баба молота с верхней частью штампа может быть остановлена в любой момент перемещения, что позволяет получать поковки с большой разницей поперечных сечений. На КГШП ход ползуна постоянен. Это существенно снижает возможности КГШП и при необходимости получения таких поковок КГШП приходится агрегатировать с такими машинами, как ковочные вальцы или горизонтально-ковочные машины (ГКМ). Уменьшение скорости деформирования позволяет применять на КГШП штамповку в закрытых ручьях и выдавливанием, но во втором случае применяются прессы с увеличенным ходом для обеспечения пространства для выталкивания удлиненных поковок. Применение закрытых ручьев исключает операцию обрезки и, соответственно, необходимость обрезного пресса.

Одновременно постоянство хода ползуна приводит к увеличению производительности. Известно, что КГШП имеют большую производительность по сравнению с ПШМ. Это объясняется тем, что при большой быстроходности на ПШМ в каждом ручье приходится наносить несколько ударов, а на прессе производится один ход. ГКМ — это машина во многом аналогичная КГШП. Ползун, к которому крепится блок пуансонов со сменными пуансонами, приводится в движение в горизонтальной плоскости таким же кривошипно-шатунным механизмом. Элемент же, служащий столом КГШП, в ГКМ разделен на две части и называется блоком матриц. Неподвижная матрица крепится к станине машины, а подвижная — к боковому ползуну, приводимому в движение ку-лачково-рычажным механизмом от главного вала машины. Плоскость разъема блока матриц чаще всего вертикальна, соосна блоку пуансонов и делит каждую матрицу по продольной оси пополам. Пуансон и разъемная матрица составляют ручей штампа. Штамп ГКМ может содержать несколько ручьев. В отличие от двух предыдущих горизонтально-ковочная машина имеет два разъема штампа. Один — между блоком пуансонов и блоком матриц, аналогичный разъему между верхней и нижней частями штампа на молоте и прессе. Второй разъем проходит по оси блока матриц между неподвижной и подвижной его частями. Наличие двух разъемов позволяет существенно расширить технологические возможности ГКМ по сравнению с остальным штамповочным оборудованием. Напуски, в том числе и за счет штамповочных уклонов сводятся к минимуму. Так, наружные уклоны поковки, как правило, отсутствуют (для ПШМ они составляют 7°, для КГШП — 5°). Кроме того, штампуются поковки со сквозным отверстием, а на других машинах отверстия изготовляются с перемычками, для удаления которых требуется дополнительная обработка на обрезном прессе. Уклон сквозных и глухих отверстий при штамповке на ГКМ не превышает 3°, на ПШМ и КГШП — соответственно 10 и 7°. На ГКМ штампуются в основном поковки типа тел вращения из калиброванной прутковой заготовки.

Нагретый пруток подается вдоль ручья неподвижной матрицы (в первом ручье — до упора) и нажатием на педаль включается муфта сцепления. Главный и боковой ползуны одновременно начинают перемещаться. Но кинематика движения бокового ползуна построена так, что он полностью закрывает блок матриц и защемляет пруток в зажимной части данного ручья, и только после этого подходит главный ползун, а пуансон соответствующего ручья производит необходимое деформирование не зажатой части прутка. Затем главный пуансон начинает отходить в исходное положение, и только тогда боковой ползун, осуществлявший все это время выстой и одновременно зажим прутка, отходит и освобождает заготовку. Пруток перекладывается в следующий ручей и процесс повторяется. Понятно, что ГКМ стоит дороже пресса и ее рационально применять при крупносерийном и массовом производстве поковок. В качестве примера приведена схема штамповки поковки типа шатуна с отверстиями в обеих головках на ПШМ. Изображена нижняя часть штампа с четырьмя ручьями и соответствующими переходами. Заготовка 0 из прутка, отрезанная на пресс-ножницах, длиной 1заг диаметром йзаг после нагрева подается клещами в крайний левый ручей -, в котором производится протяжка части заготовки за 3-5 ударов верхнего штампа и она принимает вид -. Затем заготовка перекладывается в крайний правый ручей, в котором за 2-3 удара производится подкатка и заготовка принимает вид 2, где правая сохранившаяся часть исходного прутка является клещевиной, за нее при штамповке горячая заготовка удерживается клещами.

Далее заготовка перекладывается в черновой (предварительный) ручей III, имеющий конфигурацию готовой поковки, но без облойной (заусенечной) канавки и после 2-3 ударов принимает вид 3 или зачастую более сложный, поскольку часть металла может выдавливаться на плоскость разъема и начинать образование облоя. Наконец, заготовка 3-4 ударами обрабатывается в чистовом (окончательном) ручье W и превращается в поковку 4 с об-лоем и перемычками в отверстиях. Форма и размеры этой горячей поковки должны соответствовать требуемым с учетом температуры окончания штамповки. Шатуны обычно изготовляются из стали 40 или 50, для них температура окончания штамповки составляет 780-820 °С. Затем поковка передается обычно по пластинчатому транспортеру на кривошипный обрезной пресс, на котором в специальном комбинированном штампе производится прошивка перемычек с образованием сквозных отверстий и обрезка облоя по наружному контуру, после чего поковка приобретает окончательный вид 5. Далее поковка подвергается термообработке, для указанных марок сталей, — нормализации при температурах 800-820 °С. Поковки данного типа очищать от окалины галтовкой нерационально, поскольку в галтовочном барабане они могут погнуться, поэтому их лучше подвергать дробеметной или дробеструйной обработке. Цикл заготовительного производства для поковок заканчивается контролем их формы, размеров, механических свойств, обычно твердости по Бринеллю.

При соответствии результатов испытаний чертежу и техническим свойствам поковки в качестве заготовок поступают на механическую обработку для изготовления деталей. Продукцией холодной штамповки являются не заготовки, как при литье, ковке, ГОШ и сварке, а как правило, готовые детали. При этом холодная штамповка является серьезным конкурентом обработке резанием. Холодная штамповка может уступать последней по отдельным показателям качества — точности и шероховатости поверхностей. Штампованные детали отличаются сравнительно высокой точностью, малой шероховатостью и, что особенно важно, стабильностью качества. По производительности холодная штамповка превосходит обработку резанием на 1-2 порядка. Однако, инструмент здесь сложен и дорог, поэтому штамповка производится на специальных (предназначенных для получения одной детали) штампах. Она эффективна при крупносерийном и массовом производстве. Высокая производительность листовой штамповки делает применение ее очень заманчивым, но высокая стоимость инструмента — штампа не позволяла использовать ее в единичном и мелкосерийном производстве. В настоящее время применяется ряд методов, позволяющих преодолеть это затруднение, сделав штампы более универсальными, или упростив их.

Одним из этих методов является поэлементная штамповка, которая применяется для получения от нескольких штук до нескольких сотен штук деталей. Сущность его состоит в расчленении контура детали на простейшие элементы (прямые участки, закругления, пазы, отверстия), которые штампуются последовательно при помощи набора универсальных штампов. Рассмотрим как производится штамповка по элементам детали а. Сначала на штампе для отрезки по прямой получают прямоугольную карточку б. Затем на штампе для обрезки по радиусу угла 90° по одному скругляют углы в. Далее на пробивном штампе пробивают (по одному) два отверстия г наконец, на штампе для пробивки П-образных пазов пробивается паз д. Штамповке на каждом штампе предшествует настройка упоров универсальных штампов на необходимый размер и установка пуансонов и матриц необходимых размеров.

Припуски на механическую обработку не требуются.

Поиск по сайту: