Горячая штамповка

Штампы последовательно-совмещённого действия

Штампы совмещённого действия

В отличие от предыдущего варианта штамповка происходит за один ход без перемещения заготовки. В этом случае число совмещаемых операций не превышает четырёх. Возможность совмещения операций зависит от толщины материала и размеров штампуемой детали.

Независимо от типа пресса в штампах совмещённого действия рабочие поверхности пуансонов и матриц смещены друг относительно друга по высоте таким образом, что вытяжка детали начинается после того, как будет закончена вырезка; пробивка отверстия донной части колпачка – после того, как будет закончена вытяжка и так далее. Преимуществом данного метода является изготовление деталей с высокой точностью взаимного расположения внутренних и наружных поверхностей, но при этом сложно автоматизировать подачу полосы материала.

Данный метод является комбинацией первых двух и применяется для изготовления очень сложных деталей, количество операций 30…70. Обычно применяется в массовом производстве.

В мелкосерийном и единичном производстве используются простые штампы вплоть до тисков.

Также существуют штампы с пуансоном выполненным из резины, которые чаще всего применяются для летательных аппаратов. А также штампы с пуансонами, отлитыми пластмассы, которые применяются для автомобильной и самолётной промышленностей. Преимуществом этих штампов является достаточно небольшая стоимость и ремонтопригодность. Перед каждой новой деталью поверхность штампа должна быть выплавлена. Долговечность у таких штампов до 5000 штамповок.

Ещё один тип штампов – универсальные штампы, они требуют больших затрат, чем изготовление литых или штампов из резины, но быстро окупаются, когда идёт выпуск большого числа разнообразных деталей. Существуют два вида оснастки для таких штампов: наборы универсальных штампов для деталей различных по форме и размерам и группы универсальных штампов для деталей технологически не сложных, но разных по конфигурации.

Горячая объёмная штамповка представляет собой обработку металла давлением, при которой формообразование поковки из нагретой заготовки выполняют посредством специального инструмента – штампа. Течение металла ограничивается поверхностями полостей, выполненных в отдельных частях штампа, таким образом, что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую полость по конфигурации поковки.

Пластичность – способность материала изменять свою форму не разрушаясь.

Цель пластической деформации по средствам воздействия на металл изменить не только форму заготовки, но и структуру металла.

Обработку начинают с максимальной температуры (для стали это 1000…1200 °С) и заканчивают при охлаждении до нижней температуры (для стали это 800…850 °С) пластичности.

Законы пластической деформации:

1 Закон наименьшего сопротивления (частицы металла перемещаются в направлении наименьшего сопротивления);

2 Закон постоянства объёмов. То есть объём до деформации равен объёму после деформации, на основе этого закона рассчитывается объём, вес и другие параметры заготовки с поправкой на температуру;

3 Закон трения. В силу шероховатостей плоскости заготовки могут образовываться зоны затруднённой деформации (рабочая поверхность штампа должны тщательно шлифоваться и полироваться);

4 Закон расширения. Тела при нагревании расширяются, и появляется усадка . При нагреве стали от комнатной температуры до высшей температуры пластичности (1 200 °С) это изменение составляет порядка 1,1…1,2%.

Основные способы горячей штамповки металла:

1 Прокатка – обжатие материала при пропускании его между вращающимися валиками прокатного стана;

2 Прессование – обжатие металла и продавливание его через отверстия матрицы соответствующей формы;

3 Волочение – обжатие нагретого металла и протяжка его через отверстия соответствующего размера и формы;

4 Свободная ковка – получение заготовки циклическим давлением молота или пресса на металл расположенный между бойками;

5 Объёмная штамповка – получение заготовки на штамповочных молотах и прессах давлением на металл находящийся в штампе.

При свободной ковке нагретый металл течёт свободно, а при ковке в штампе его течение ограничено формой полости ручья в штампе.

Поковки простой формы изготавливаются в одноручьевом штампе из заготовок, которые уже прошли предварительную обработку, необходимую для предания им формы близкой к форме поковки. Нагретый металл находится в нижней части штампа, при циклических ударах по верхней части заготовки металл заполняет полость ручья, а избыток металла вытесняется в соответствующую канавку, из-за этого образуется заусенец или облой, который удаляется после ковки.

Поковки сложной формы выполняются в многоручьевом штампе, имеющем заготовочный, штамповочные и калибровочный ручьи. В заготовочном ручье удар наносится не в полную силу, металл течёт во все стороны с лёгкой деформацией. Наибольшее усилие штампа приходится на калибровочный ручей, в котором происходит окончательное формирование поковки.

Безоблойные штампы (только закрытого типа) сокращают отход металла, нет необходимости в изготовлении обрезочного штампа, а следовательно сокращается припуск на механическую обработку, но такая штамповка требует точных размеров заготовки и более сложных по конструкции штампов.

Для повышения качества поковок и исключения механической обработки применяются плоскостные (объёмные) калибровки горячего, холодного и полухолодного типа.

При плоскостной калибровке (обеспечивает максимальную точность на плоскости) металл свободно течёт в сторону перпендикулярную направлению удара. При объёмной калибровке, течение металла ограничено, и его излишки вытекают в специальные полости.

Горячая калибровка (обычно объёмная) выполняется после горячей обрезки заусенцев, а образовавшийся вторичный заусенец удаляется в обрезных штампах после окончательного охлаждения поковки. Часто её выполняют в калибровочном ручье ковочного штампа. Лучший результат получается при использовании кривошипного горячештаповочного пресса.

Холодная калибровка производится на чеканных кривошипно-коленных штампах, она даёт наивысшую точность из всех типов калибровки.

Полухолодная калибровка производится для поковок из низкоуглеродистой стали или при недостаточной мощности пресса. Обычно проводится на прессах с предварительным нагревом детали до температуры 600 °С.

Дата добавления: 2014-01-05