Автоматизация процессов горячей объемной штамповки.

Объемная штамповка является прогрессивным видом металлообрабатывающей промышленности, позволяющей значительно сократить расход металла при производстве деталей машин, устройств и приборов, а также повысить их качество. Поэтому штамповочное производства - одно из основных производств, обеспечивающих изготовление заготовок и деталей. Объемной штамповкой получают заготовки и детали массой от десятков граммов до сотен тон самых различных, габаритных размеров. Детали, полученные штамповкой, отличаются высокой прочностью и ударной вязкостью. Поэтому ответственные детали машин изготовляют с применением этого вида обработки давлением.
Объемная горячая штамповка характеризуется высокой производительностью.
Основная задача горячей штамповки, как и других видов обработки,- формоизменение заготовки с максимальным приближением ее формы к форме готовой детали. Это формоизменение обусловлено пластичностью металлов, то есть их способностью формоизменяться без разрушения.
Объемная горячая штамповка на прессах, молотах и других машинах, устанавливаемых в отдельных зданиях или помещениях, которые называют кузнечно-штамповочными цехами. Также есть заводы, которые в основном состоят из кузнечно-штамповочных цехов. Это кузнечно-штамповочные заводы, выпускающие заготовки, и из которых затем на станках получают детали машин.
Объемная штамповка - придание заготовке заданной формы и размеров путем заполнения материалом рабочей полости штампа. Полость штампа, которую заполняет металл при штамповке, называют ручьем.
Объемная штамповка наиболее эффективна при крупно серийном и массовом изготовлении поковок. По сравнению с ковкой штамповка позволяет получать с большей производительностью и меньшим расходом металла поковки более сложной формы с лучшим качеством поверхности. Припуски и допуски на штамповочные поковки в 2 - 4раза меньше, чем на кованные. Обычно масса штампованных поковок не превышает 300кг, в отдельных случаях штампуют поковки массой до 5тонн.
По способу изготовления поковок горячую объемную штамповку разделяют на штамповку в открытых штампах и закрытых штампах.
Открытыми называют штампы, в которых вдоль всего внешнего контура штамповочного ручья в плоскости разъема сделана заусенечная канавка. Она имеет при штамповке следующее назначение во первых, в нее вытекает избыточный объем металла заготовки; во вторых, при соударении верхней и нижней половин штампа заусенец, находящийся в канавке, предохраняет их от жесткого удара, что способствует продлению срока службы штампа; в третьих, мостик заусенечной канавки в виде узкой щели создает в конце штамповки большое сопротивление течению металла, чем способствует лучшему заполнению ручья штампа. Этому же способствует и быстрое остывание заусенца.
Для штамповки в открытых штампах характерны следующие особенности: объем металла заготовки, находящегося в ручье, непостоянен, при штамповке часть металла вытесняется в заусенец; по месту обрезки заусенца у поковки волокна металла оказываются перерезанными; объем заготовки на поковку всегда больше на величину объема заусенца; особых требований к точности заготовки по объему не предъявляется.
Закрытыми называются штампы, в которых металл заготовки деформируется в замкнутой полости. Штамповку в них выполняют бес заусенец. Для штамповки в таких штампах характерны следующие особенности: заготовка должна быть достаточно точной по объему, поскольку заусенец не предусматривается; макро структура поковок весьма благоприятна, так как процесс формирования поковки в полости штампа протекает так, что волокна обтекают ее контур и после нигде не перерезаются. Расход металла при штамповки в закрытых штампах меньше, чем в открытых.
В зависимости от сложности формы поковки для ее изготовления применяют либо одноручьевую штамповку, выполняемую в штампе с одним ручьем, либо многоручьевую штамповку, выполняемую последовательно в штампе, имеющем несколько ручьев. Обработку заготовки в одном ручье штампа называют переходом. Чем сложнее поковка по форме и чем больше она отличается от формы заготовки, тем большее число ручьев в штампах и переходов штамповки требуется для ее изготовления.
Заготовительные ручьи предназначены для перераспределения металла заготовки с целью приближения ее формы к форме штамповочной поковки.
Ручьи для получения окончательно оформленной поковки называют штамповочными. Их делят на ручьи предварительной и окончательной штамповки. Предварительный или черновой ручей служит главным образом для повышения стойкости окончательного ручья. Ручей окончательной штамповки, или чистовой ручей соответствует размерам горячей поковки. Поскольку штамповка в окончательном ручье требует наибольшего усилия, чем в остальных ручьях, его располагают обычно в плоскости штампа, с целью предохранения от поломки самого штампа и оборудования на котором он установлен. Для штамповки используют сортовой и периодический прокат, заготовки, подготовленные вальцовкой или ковкой.
Технологический процесс изготовления штампованной поковки состоит в общем случае из следующих основных операций: разделки проката на мерные заготовки, нагрева, штамповки, обрезки заусенца, термической обработки, чистки от окалины, правки, калибровки. Проектирование технологического процесса штамповки включает выбор способа штамповки, составление чертежа поковки, выбор перехода штамповки, определение мощности штамповочного оборудования (массу подающих частей молота или усилий пресса), конструирование штампов, выбор способа и разработку режимов нагрева, определение видов отделочных операций и техника - экономического процесса