Штампы для горячей объемной штамповки

Штампы для горячей объемной штамповки делятся на открытые и закрытые. Штампы могут иметь несколько ручьев. Заготовка последовательно обрабатывается в каждом из них, постепенно приближаясь по своей форме к готовому изделию. Последний, чистовой ручей расположен в центре штампа, так как в нем возникают наибольшие усилия.

Открытые штампы

В открытых штампах между подвижной и неподвижной частями штампа имеется переменный зазор с облойной канавкой. В этот зазор вытекает избыточная часть металла – облой, который затем обрезается на специальных обрезных штампах. Такие штампы широко применяются при штамповке на молотах. Открытые штампы не предъявляют высоких требований к точности заготовки, так как избыточный металл в любом случае будет выдавлен в облой.

Закрытые штампы

В закрытых штампах зазор между половинками штампа постоянен и невелик, образование облоя в зазоре не предусмотрено. Поэтому требуется соблюдать высокую точность заготовок по объему: если объем заготовки будет меньше объема полости штампа, то углы полости не заполнятся металлом; если же объем заготовки будет больше необходимого, то поковка будет выше, чем требуется; кроме того, если штамповка происходит на прессе или горизонтально-ковочной машине, возможна поломка механизма. Достоинствами штамповки в закрытых штампах являются снижение расхода металла (так как нет облоя), более благоприятная структура поковки (так как волокна обтекают контур поковки, а не перерезаются в месте выхода в облой). Штамповка в закрытых штампах обеспечивает большие сжимающие напряжения, поэтому позволяет обрабатывать малопластичные сплавы.

Обрезные штампы

Для обрезки облоя применяются обрезные штампы. Поковка устанавливается на матрицу, опираясь на неё облоем. Пуансон надавливает на поковку и режущие кромки матрицы срезают облой. Поковка проваливается в отверстие матрицы, которое для предотвращения застревания в нем поковки имеет конусность.

Пробивные штампы

Пробивные штампы применяются для пробивания пленок, возникающих при штамповке отверстий в поковках. Поковка устанавливается в матрицу, с помощью пуансона пробивается пленка. Отход проваливается в отверстие матрицы. Часто используются штампы совмещенного действия, которые одновременно удаляют облой и пробивают пленку.

Листовая штамповка

Основные операции листовой штамповки

К основным операциям листовой штамповки относятся

· Отрезка

· Вырубка и пробивка

· Гибка

· Вытяжка без утонения

· Вытяжка с утонением

· Отбортовка

· Обжим

· Формовка

Отрезка

 Отрезка – операция листовой штамповки, заключающаяся в отделении части заготовки на ножницах или в штампах. Для резки используются ножницы с поступательным движением ножа – гильотинные ножницы и ножницы с вращающимися дисковыми ножами – дисковые ножницы. У гильотинных ножниц кромки ножей наклонены друг к другу под углом 1…5° для уменьшения необходимых для резки усилий. Длина отрезаемой части листа ограничена длиной ножей. Дисковые ножницы не имеют ограничений по длине отрезаемой полосы.

Вырубка и пробивка

Вырубка и пробивка– операции листовой штамповки, заключающиеся в отделении части заготовки по замкнутому контуру. Отличаются тем, что вырубкой оформляется внешний контур изделия, а пробивкой – внутренний (т. е. отверстия). Для выполнения этих операций заготовку вдавливают в отверстие матрицы пуансоном. Режущие кромки матрицы врезаются в металл и отделяют часть заготовки, которая проваливается в отверстие матрицы.

В случае вырубки то, что было вырезано – изделие, а в случае пробивки – отход.

Гибка

Гибка – это операция листовой штамповки, заключающаяся в изменении кривизны заготовки практически без изменения её линейных размеров. Для гибки заготовка укладывается на матрицу, которая имеет углубление, соответствующее контуру изгиба. На заготовку надавливают пуансоном, имеющим выступ. В результате заготовка изгибается. После снятия нагрузки угол между полками уменьшается в результате пружинения. Для уменьшения пружинения применяют гибку с подчеканкой – для этого при гибке полки заготовки сжимаются между соответствующими плоскостями пуансона и матрицы. Чтобы избежать трещин на внешней поверхности изгиба, углубление в матрице выполняется с закругленным углом.

Вытяжка без утонения

Вытяжка без утонения – операция листовой штамповки, заключающаяся в получении полого изделия из плоской заготовки за счет уменьшения её периметра. Толщина стенок изделия такая же, как и у заготовки. Для этого заготовку укладывают на матрицу, надавливают на центральную часть заготовки пуансоном. Центральная часть заготовки вдавливается в матрицу и тянет за собой периферийную часть (фланец) заготовки, которая, втягиваясь в матрицу, образует стенки изделия. При вытягивании глубоких изделий на фланце могут появиться складки. Для предотвращения их появления фланец прижимают к матрице прижимом.

Вытяжка с утонением

Вытяжка с утонением – операция листовой штамповки, заключающаяся в увеличении длины полой заготовки за счет уменьшения толщины её стенок. Для этого заготовку вдавливают в матрицу пуансоном. При этом зазор между матрицей и пуансоном меньше толщины стенки заготовки. Стенки при сжатии между матрицей и пуансоном утоняются и удлиняются. Вытяжка с утонением применяется для получения изделий, у которых толщина стенки уменьшается или увеличивается по направлению к донышку, изделий большой длины, которые трудно получить вытяжкой без утонения из-за образования складок.

Отбортовка

Отбортовка – операция листовой штамповки, заключающаяся в создании бортов (горловин) путем вдавливания центральной части заготовки с предварительно пробитым отверстием в матрицу. При отбортовке диаметр исходного отверстия увеличивается, но не более чем в 1,2 … 1,8 раза. В противном случае возможно разрушение борта. Полученные в результате горловины применяются для установки в них деталей цилиндрического сечения.

Обжим

Обжим – операция листовой штамповки, заключающаяся в уменьшении диаметра краевой части полой заготовки. Для этого заготовку заталкивают в сужающуюся полость матрицы. Этим способом получают патронные и снарядные бутылочные гильзы.

Формовка

Формовка – операция листовой штамповки, заключающаяся в изменении формы заготовки за счет растяжения её отдельных участков. Этим способом получают разнообразные выступы, ребра жесткости и т.п.

Для формовки вместо металлической матрицы часто применяют резиновую подушку. Кроме того с помощью разъемной матрицы и резинового вкладыша или жидкости можно увеличить размеры средней части полой заготовки. Для этого заготовку помещают в матрицу, вставляют внутрь вкладыш (или заливают жидкость) и надавливают пуансоном. Вкладыш (или жидкость) растягивают заготовку. Затем матрицу раскрывают, достают изделие и извлекают вкладыш (выливают жидкость).

Свободная ковка

Свободная ковка – способ обработки давлением, заключающийся в свободном пластическом течении металла заготовки при сжатии её между бойками молота или пресса. Свободной ковкой обрабатываются заготовки любого размера и массы.

Бойки для свободной ковки могут иметь разную форму рабочих поверхностей. Для закрепления бойков в бабе молота или ползуне пресса применяется крепление типа «ласточкин хвост».

Основные операции свободной ковки

К основным операциям свободной ковки относятся

· Осадка

· Высадка

· Протяжка

· Прошивка

· Рубка

· Раскатка

Осадка

Осадка – это операция свободной ковки, заключающаяся в уменьшении высоты заготовки за счет увеличения её поперечного сечения. Если длина заготовки более чем в 2,5 раза больше её диаметра, заготовка при осадке может погнуться.

Высадка

Высадка – это операция свободной ковки, представляющая собой разновидность осадки. Отличается тем, что при высадке металл осаживают только на части длины заготовки. Для этого ту часть заготовки, которую не требуется осаживать, не нагревают и устанавливают в отверстие обоймы. Для облегчения извлечения заготовки отверстие обоймы имеет небольшую конусность.

Протяжка

Протяжка – это операция свободной ковки, заключающаяся в увеличение длины и ширины заготовки за счет уменьшения её высоты. Протяжку производят, нанося последовательные удары (или совершая нажатия) по участкам заготовки, примыкающим один к другому, и перемещая заготовку вдоль оси протяжки, одновременно поворачивая её на 90°. Протяжка может выполняться на оправке для удлинения полой заготовки за счет утонения стенок. Для облегчения удаления оправки из заготовки оправку выполняют с небольшой конусностью. Подвидом протяжки является разгонка – операция увеличения ширины заготовки за счет уменьшения высоты.

Раскатка на оправке

Раскатка на оправке – операция свободной ковки, заключающаяся в увеличении внутреннего и внешнего диаметров кольцевой заготовки за счет уменьшения толщины стенок. Для этого заготовка устанавливается на специальное приспособление – оправку – и деформируется на ней. После каждого нажатия заготовку поворачивают на оправке.

Прошивка

Прошивка – операция свободной ковки, заключающаяся в проделывании в заготовке полости за счет вытеснения металла при помощи специального инструмента – прошивня. Прошивень имеет форму цилиндра или усеченного конуса, укрепленного на ручке. Может быть сплошным (для небольших отверстий) или пустотелым (для отверстий диаметром 400…900 мм). При прошивке прошивень не проходит до конца, так как трение между нижним бойком и металлом нижних слоев заготовки препятствует движению металла. Поэтому при необходимости прошить заготовку насквозь, сначала проделывают глухое отверстие с одной стороны, а затем переворачивают заготовку и прошивают её в том же месте.

Рубка

Рубка – операция свободной ковки, заключающаяся в отделении части заготовки при помощи топора. Топор имеет клиновидную форму и укреплен на ручке. При рубке топор устанавливают под верхний боек. Чтобы не повредить топор, бойки и станок, заготовку не прорубают до конца сразу, а оставляют нетронутым слой металла толщиной 10-20 мм. После этого заготовку переворачивают, на место, где топор выйдет из заготовки, подкладывают брусок и доламывают.

Гибка

Гибка – операция свободной ковки, заключающаяся в изгибании заготовки по заданному контуру. Для гибки применяют фигурные бойки: нижний имеет углубление, соответствующее контуру изгиба, верхний – выступ. При штучном изготовлении небольших изделий гибку производят ударами кувалдой по концу зажатой между бойками заготовки. В месте изгиба площадь сечения заготовки уменьшается – происходит утяжка. Для компенсации утяжки заготовку в месте изгиба делают толще. Также при гибке возможно появление складок на внутренней поверхности изгиба и трещин на внешней. Для предотвращения этих дефектов углы выполняют закругленными.

Чертеж поковки

Чертеж поковки выполняется на основе чертежа готовой детали с учетом напусков, припусков и допусков. Напуск – объем металла, добавляемый к поковке для упрощения её формы, а, следовательно, и технологии её изготовления. Припуск – слой металла на поверхности поковки, который удаляется при обработке резанием для получения необходимых размеров и качества поверхности. Допуск – допустимое отклонение от номинального размера поковки (то есть разница между минимальным и максимальным допустимыми размерами).

Холодная объемная штамповка

Холодная объемная штамповка – это процесс получения поковок в результате холодной пластической деформации заготовок в штампах.

Основные разновидности

· Выдавливание

· Высадка

· Штамповка в открытом штампе

Выдавливание

Выдавливание – операция холодной объемной штамповки, заключающаяся в выдавливании металла заготовки из замкнутой полости через отверстия. При прямом выдавливании металл выходит через отверстие в донной части матрицы в направлении движения пуансона. При обратном выдавливании металл выходит в зазор между стенками матрицы и пуансоном против направления движения пуансона.

Высадка

Высадка – операция холодной штамповки, заключающаяся в увеличении поперечного сечения части заготовки за счет уменьшения её высоты. Заготовку помещают в матрицу, установленную на плите, и надавливают на выступающую часть заготовки пуансоном.

Жидкая штамповка

Жидкая штамповка – это технология получения заготовок, заключающаяся в затвердевании жидкого металла в полости инструмента под высоким давлением. Металл заливают в полость формы-матрицы, соответствующей форме поковки, сжимают пуансоном. После кристаллизации поковка извлекается выталкивателем.

Прессование

Прессование – способ обработки давлением, заключающийся в выдавливании металла заготовки пресс-шайбой, движущейся под действием пуансона, из замкнутого объема пресс-цилиндра через отверстие матрицы.
P – направление действия силы

Волочение

Волочение – способ обработки давлением, заключающийся в протягивании заготовки через отверстие специальной матрицы, называемой волокой. Для получения отверстия применяется оправка, устанавливаемая в отверстии матрицы.

 

 

Литейное производство

Литейное производство – это производство, продукция которого – отливки, получаемые в литейных формах при кристаллизации жидких сплавов.