Технологические операции при горячей объемной штамповке

 

Исходным материалом для горячей объемной штамповки являются сортовой прокат,

прессованные прутки, литая заготовка, в крупносерийном производстве – периодический прокат, что обеспечивает сокращение подготовительных операций.

Технологический процесс изготовления поковки включает следующие операции: отрезка проката на мерные заготовки, нагрев, штамповка, обрезка облоя и пробивка пленок, правка, термическая обработка, очистка поковок от окалины, калибровка, контроль готовых поковок.

Перед штамповкой заготовки должны быть нагреты равномерно по всему объему до заданной температуры. При нагреве должны быть минимальными окалинообразование (окисление) и обезуглероживание поверхности заготовки. Используются электроконтактные установки, в которых заготовка, зажатая медными контактами, нагревается при пропускании по ней тока; индукционные установки, в которых заготовка нагревается вихревыми токами; газовые печи, с безокислительным нагревом заготовок в защитной атмосфере.

Штамповку осуществляют в открытых и закрытых штампах. В открытых штампах получают поковки удлиненной и осесимметричной формы. В закрытых штампах – преимущественно осесимметричные поковки, в том числе из малопластичных материалов. Поковки простой формы штампуют в штампах с одной полостью. Сложные поковки с резкими изменениями сечений по длине, с изогнутой осью и т.п. штампуют в многоручьевых штампах.

После штамповки в открытых штампах производят обрезание облоя и пробивку пленок в специальных штампах, устанавливаемых на кривошипных прессах (рисунок 46).

 

 

1 – пуансон; 2 – прижим; 3 – поковка; 4 - матрица

Рисунок 46 – Схемы обрезания облоя (а) и пробивки пленок (б)

 

Правку штампованных поковок выполняют для устранения искривления осей и искажения поперечных сечений, возникающих при затрудненном извлечении поковок из штампа, после обрезания облоя, после термической обработки. Крупные поковки и поковки из высокоуглеродистых и высоколегированных сталей правят в горячем состоянии либо в чистовом ручье штампа сразу после обрезания облоя, либо на обрезном прессе (обрезной штамп совмещается с правочным штампом), либо на отдельной машине. Мелкие поковки правят на винтовых прессах в холодном состоянии после термической обработки.

Термическую обработку применяют для получения требуемых механических свойств поковок и облегчения их обработки резанием. Отжиг снимает в поковках из высокоуглеродистых и легированных сталей остаточные напряжения, измельчает зерно, снижает твердость, повышает пластичность и вязкость. Нормализацию применяют для устранения крупнозернистой структуры в поковках из сталей с содержанием углерода до 0,4 %.

Очистку поковок от окалины производят для облегчения контроля поверхности поковок, уменьшения износа металлорежущего инструмента и правильной установки заготовки на металлорежущих станках. На дробеструйных установках окалину с поковок, перемещающихся по ленте конвейера, сбивают потоком быстро летящей дроби диаметром 1–2 мм. В галтовочных барабанах окалина удаляется благодаря ударам поковок друг о друга и о металлические звездочки, закладываемые во вращающийся барабан.

Калибровка поковок повышает точность размеров всей поковки или отдельных ее участков. В результате этого последующая механическая обработка устраняется полностью или ограничивается только шлифованием. Различают плоскостную и объемную калибровку. Плоскостная калибровка служит для получения точных вертикальных размеров на одном или нескольких участках поковки. Объемной калибровкой повышают точность размеров поковки в разных направлениях и улучшают качество ее поверхности. Калибруют в штампах с ручьями, соответствующими конфигурации поковки.

 

Сущность холодной объемной штамповки. Операции холодной

Объемной штамповки

 

Холодная объемная штамповка является высокопроизводительным способом изготовления деталей из сталей и цветных металлов и сплавов. Этот способ получения деталей характеризуется высокой точностью и хорошим качеством поверхности.

Холодная объемная штамповка применяется для изготовления стандартных, нормализованных и нестандартных деталей, таких как болтов, винтов, заклепок, фасонных гаек, шариков, роликов, корпусов часов и т.д.

Операции холодной объемной штамповки подразделяют на разделительные и формообразующие. К разделительным операциям относят отрезку, обрезку и др. (рисунок 47), к формообразующим – открытую и закрытую осадку, высадку, прямое и обратное выдавливание и др. (рисунок 48).

а – ножом; б – втулкой; в – пуансоном; 1 – нож; 2 – упор; 3 – заготовка; 4 – режущая втулка; 5 – обрезанная заготовка; 6 – пуансон; 7 – матрица; 8 – отштампованная деталь

Рисунок 47 – Разделительные операции холодной объемной штамповки

 

При выдавливании заготовку помещают в полость, из которой металл выдавливают в отверстия, имеющиеся в рабочем инструменте. Рабочими частями штампа являются матрица и пуансон.

При прямом выдавливании металл вытекает в отверстия, расположенные в донной части матрицы в направлении, совпадающем с направлением движения пуансона.

 

 

 

а – открытая осадка; б – закрытая осадка; в – высадка;

г – прямое выдавливание; д – обратное выдавливание

Рисунок 48 – Формообразующие операции холодной объемной штамповки

 

При обратном выдавливании направление течения металла противоположно направ-

лению движения пуансона. Наиболее часто встречается схема, при которой металла может течь в кольцевой зазор между пуансоном и матрицей. Реже применяют схему обратного выдавливания, при которой металл выдавливается в отверстия в пуансоне.