Оборудование для холодной объемной штамповки

Сущность холодной объемной штамповки. Операции холодной объемной штамповки

Технологические операции при горячей объемной штамповке

Исходным материалом для горячей объемной штамповки являются сорто-вой прокат, прессованные прутки, литая заготовка, в крупносерийном произ-водстве – периодический прокат, что обеспечивает сокращение подготови-тельных операций.

Технологический процесс изготовления поковки включает следующие опе-рации: отрезка проката на мерные заготовки, нагрев, штамповка, обрезка облоя и пробивка пленок, правка, термическая обработка, очистка поковок от ока-лины, 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 мед-ными 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 зак-рытых 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 про-бивку пленок в специальных штампах, устанавливаемых на кривошипных прес-

сах (рисунок 45).

Правку штампованных поковок выполняют для устранения искривления осей и искажения поперечных сечений, возникающих при затрудненном из-влечении поковок из штампа, после обрезания облоя, после термической обра-ботки. Крупные поковки и поковки из высокоуглеродистых и высоколеги-рованных сталей правят в горячем состоянии либо в чистовом ручье штампа сразу после обрезания облоя, либо на обрезном прессе (обрезной штамп совме-щается с правочным штампом), либо на отдельной машине. Мелкие поковки правят на винтовых прессах в холодном состоянии после термической обработ-ки.

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

Рисунок 45 – Схемы обрезания облоя (а) и пробивки пленок (б)

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

Очистку поковок от окалины производят для облегчения контроля поверх-ности поковок, уменьшения износа металлорежущего инструмента и правиль-ной установки заготовки на металлорежущих станках. На дробеструйных уста-новках окалину с поковок, перемещающихся по ленте конвейера, сбивают по-током 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 от-дельных 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 раз-ных направлениях и улучшают качество ее поверхности. Калибруют в штампах с ручьями, соответствующими конфигурации поковки.

6.1.4 Штамповка жидкого металла

Штамповка жидкого металла является одним из прогрессивных технологи-

ческих процессов, позволяющих получать плотные заготовки с уменьшенными пропусками на механическую обработку, с высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами.

Технологический процесс штамповки жидкого металла объединяет в себе процессы литья и горячей объемной штамповки.

Процесс заключается в том, что расплав, залитый в матрицу пресс-формы, уплотняют пуансоном, закрепленным на ползуне гидравлического пресса, до окончания затвердевания.

Сопряжение пуансона и матрицы образует закрытую фасонную полость. Наружные контуры заготовки получают разъемной формой, если деталь имеет наружные выступы, или неразъемной формой – при отсутствии выступов. Внутренние полости образуются внедрением пуансона в жидкий металл.

После извлечения из пресс-формы заготовку подвергают различным видам обработки или используют без последующей обработки.

Под действием высокого давления и быстрого охлаждения газы, раство-ренные в расплаве, остаются в твердом растворе. Все усадочные пустоты запол-няются незатвердевшим расплавом, в результате чего заготовки получаются плотными, с мелкокристаллическим строением, что позволяет изготавливать детали, работающие под гидравлическим давлением.

Этим способом можно получить сложные заготовки с различными фасон-ными приливами на наружной поверхности, значительно выходящими за пре-делы основных габаритных размеров детали. В заготовках могут быть получе-ны отверстия, расположенные не только вдоль движения пуансона, но и в пер-пендикулярном направлении.

Возможно запрессовывать в заготовки металлическую и неметаллическую арматуру.

Процесс используется для получения фасонных заготовок из чистых ме-таллов и сплавов на основе магния, алюминия, меди, цинка, а также из черных металлов.

Холодная объемная штамповка является высокопроизводительным спо-собом изготовления деталей из сталей и цветных металлов и сплавов. Этот спо-соб получения деталей характеризуется высокой точностью и хорошим ка-чеством поверхности.

Холодная объемная штамповка применяется для изготовления стандарт-ных, нормализованных и нестандартных деталей, таких как болтов, винтов, зак-лепок, фасонных гаек, шариков, роликов, корпусов часов и т.д.

Операции холодной объемной штамповки подразделяют на раздели-тельные и формообразующие. К разделительным операциям относят отрезку, обрезку и др. (рисунок 46), к формообразующим – открытую и закрытую осад-ку, высадку, прямое и обратное выдавливание и др. (рисунок 47).

При выдавливании заготовку помещают в полость, из которой металл вы-давливают в отверстия, имеющиеся в рабочем инструменте. Рабочими чкастями 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 – ножом; б – втулкой; в – пуансоном; 1 – нож; 2 – упор; 3 – заготовка; 4 – режущая втулка; 5 – обрезанная заготовка; 6 – пуансон; 7 – матрица; 8 – от-штампованная деталь

Рисунок 46 – Разделительные операции холодной объемной штамповки

а – открытая осадка; б – закрытая осадка; в – высадка; г – прямое выдавли-вание; д – обратное выдавливание

Рисунок 47 – Формообразующие операции холодной объемной штамповки

При обратном выдавливании направление течения металла противопо-ложно направлению движения пуансона. Наиболее часто встречается схема, при которой металла может течь в кольцевой зазор между пуансоном и мат-рицей. Реже применяют схему обратного выдавливания, при которой металл выдавливается в отверстия в пуансоне.

Разделительные операции холодной объемной штамповки выполняют на пресс-ножницах, прессах в штампах или на отрезных пресс-автоматах, формо-образующие – на специальных кривошипных или гидравлических прессах и на различных холодновысадочных пресс-автоматах. Обычно на пресс-автоматах объединено выполнение разделительных и формообразующих операций.

Дата добавления: 2013-12-12