Отделочные операции после ГОШ

Обрезка заусенца и пробивка пленок. Все поковки, штампуемые в открытых штампах, имеют заусенец в полости разъема, а в поковках с внутренними отверстиями остаются пленки между наметками.

Обрезку заусенцев и пробивку отверстий выполняют на обрезных кривошипных прессах в холодном или нагретом состоянии. В последнем случае операции обрезки и пробивки выполняются сразу после штамповки.

Правка штампованных поковок производится с целью устранения искривлений осей и искажения поперечных сечений, получающихся при извлечении поковок из штампа, после обрезки заусенца и термической обработки. Правка производится в холодном или горячем состоянии в штампах, ручьи которых соответствуют конфигурации холодной или горячей поковки.

Термическая обработка поковок в значительной мере определяет механические свойства изделий и влияет на последующую механическую обработку резанием. Целью термической обработки поковок является устранение дефектов, возникших при нагреве и обработке давлением (перегрев, остаточные напряжения), улучшение обрабатываемости резанием, подготовка структуры металла к окончательной термической обработке (после обработки резанием).

Особенность термической обработки поковок состоит в том, что из-за значительной разницы поперечных сечений в отдельных участках поковки возможно получение неодинаковых структур. Кроме того, перепад температур по сечению поковки может привести к возникновению внутренних напряжений.

Вид и режим термической обработки зависят от ее назначения, химического состава материала поковки, термомеханического режима предшествующей штамповки, от габаритов и толщины обрабатываемых поковок. Наиболее распространенными видами термической обработки поковок являются отжиг и нормализация.

Отжиг состоит в нагреве поковки выше критической температуры А_Ся и охлаждении с печью. Он служит для получения равновесной структуры, улучшения пластичности, снижения твердости и снятия остаточных напряжений. Отжиг применяется чаще всего для крупных поковок, при охлаждении которых в области температур 700...750°С должна быть обеспечена минимальная скорость охлаждения.

Заготовки, для которых особо важна хорошая обрабатываемость резанием (например, заготовки зубчатых колес), подвергаются изотермическому отжигу. При этом поковки сначала нагреваются до температуры выше А_С3 и передаются затем в другую печь для изотермической выдержки при температуре 620...670 °С. При этой температуре происходит полный распад переохлажденного аустенита на феррито-цементитную смесь.

Нормализация проводится с целью уменьшения остаточных напряжений, измельчения зерна и, как следствие, повышения механических свойств поковки. Она состоит в нагреве поковок до температуры выше Л_Сз и охлаждении на воздухе. Это наиболее простая и дешевая операция термической обработки. Нормализации подвергаются поковки из низко-, среднеуглеродистых и низколегированных сталей. Стали с большим содержанием углерода и легирующих элементов в результате нормализации могут получить бейнитную структуру, что затрудняет их последующую механическую обработку. В этом случае после нормализации проводят отпуск при температуре 600...700 °С.

Ориентировочные режимы термообработки поковок из различных материалов приводятся в справочной литературе.

Термической обработке подвергают также поковки из цветных сплавов. Виды термообработки в этом случае связаны с особенностями этих сплавов. Например, поковки из алюминиевых сплавов подвергают закалке и старению, из магниевых сплавов - отжигу, закалке или старению, из титановых сплавов - отжигу или гомогенизации.

Очистка поковок от окалины производится для облегчения условий работы режущего инструмента при последующей механической обработке, а также для облегчения контроля поверхности поковок.

При очистке поковок во вращающихся галтовочных барабанах поковки, загруженные в барабан со стальными звездочками, трутся и ударяются друг о друга и о звездочки. Этим способом очищают поковки простой формы и небольшой массы (до 6 кг).

При дробеструйной очистке дробь размером 1-3мм с большой скоростью сжатым воздухом подается на поковки большой массы (более 6 кг).

Очистка травлением в водных растворах кислот (5-18%-ная Н₂SO₄ или НСl), нагретых до 40—60 °С, применяется для крупных и сложных поковок.

Калибровка поковок производится с целью повышения точности размеров всей поковки (объемная калибровка) или ее отдельных участков (плоскостная или чеканка). Плоскостная калибровка производится в холодном состоянии на специальных кривошипно-рычажных прессах с небольшой степенью деформации (5-10%). Точность вертикальных размеров на калиброванных участках получается в пределах от 0,1 до 0,25мм.

Объемная калибровка производится как в холодном, так и горячем состоянии в штампах с ручьями, соответствующими конфигурации поковки.

Качество штампованных заготовок

Дефектами, характерными только для штампованных поковок, являются следующие.

Штампованная поковка может оказаться недоштампованной (слишком большой по высоте) или с незаполненными углами, ребрами из-за недостаточного объема исходной заготовки, массы падающих частей молота или низкой температуры металла. Несовпадение половинок штампа в момент удара приводит к перекосу- смещению одной части поковки относительно другой. Если в момент удара исходная заготовка смещена относительно полости ручья, получают неисправимый брак - лом-бой.

Зажимы - заштампованные складки - могут образоваться при несоответствии чернового ручья чистовому, при эксцентричной укладке исходной заготовки в штамповочные ручьи. Зажим может образоваться также возле острых кромок полости штампа, если в этих местах происходит истечение металла из перемычки или пленки в тело поковки.

Из-за неправильной конструкции штампа может возникнуть утяжка (утонение), наружные или внутренние сколы. Небрежное удаление из штампа, удары при транспортировке горячих поковок приводят к их короблению или образованию забоин.

Некоторые дефекты выявляются лишь после механической обработки: чернота на обработанных поверхностях при недостаточном припуске на обработку или кривизне поковки; вмятины - углубления от заштамповки окалины, глубина которых превышает припуск на обработку; утонение стенки, выявляемое при сверлении отверстий или обработке плоскостей поковок, имеющих перекос, и др.

Некоторые из дефектов поковок могут быть исправлены. Заусенцы, волосовины, закаты и зажимы удаляют заточкой или вырубкой. Незначительные незаполнения формы, вмятины, недоштамповка, а также сдвиги по разъему иногда легко исправляют перештамповкой. Искривления исправляют правкой, перегрев и неравномерность твердости - повторной термообработкой. Торцовые, закалочные и другие трещины и расслоения, пережог, а также значительное незаполнение формы являются неисправным браком.

В задачи технического контроля входит: предупреждение брака путем своевременной проверки и выявления недоброкачественных заготовок, неисправных, или изношенных штампов и т. п., а также обнаружение отклонений контролируемых параметров поковок от технических требований или от требований чертежа; своевременное обнаружение дефектных и бракуемых поковок, а также изоляция их от основной массы годной продукции; систематический учет и технический анализ причин дефектов и брака.

 

Контрольные вопросы

1. В чем состоит различие между ковкой и объемной штамповкой? Охарактеризуйте особенности заготовок, получаемых этими методами.

2. Какие факторы влияют на припуски и допуски на кованые (штампованные) поковки?

3. Для чего необходимы штамповочные уклоны и какова их величина на внутренних и наружных поверхностях штампованных поковок?

4. Каковы преимущества штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) по сравнению со штамповкой на молотах?

5. Каким способом можно получить круглые заготовки с переменным по длине диаметром (ступенчатые валы)?

6. Назовите преимущества и недостатки процессов изготовления заготовок ковкой?

7. Что нужно учитывать при выборе положения поверхности разъема штампа?

8. В каких случаях при проектировании поковок назначаются напуски?

9. Как составляют и оформляют чертеж поковки и определяют ее массу? Охарактеризуйте особенности проектирования поковок, получаемых на КГШП (ГКМ, гидравлических прессах)?

10. Какие существуют рекомендации по обеспечению технологичности штампованных поковок?

11. Как формируется отверстие в штампованной поковке?

12. Приведите примеры типичных деталей, штампуемых на ГКМ.

13. Как производится выбор технологического оборудования для ковки (штамповки)?