Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции - Обработка металлов давлением - файл л 10.doc


Лекции - Обработка металлов давлением
скачать (1830.9 kb.)

Доступные файлы (18):

л 10.doc462kb.17.10.2007 18:01скачать
л 11.doc47kb.17.10.2007 18:27скачать
л 12.doc235kb.17.10.2007 17:56скачать
л 13.doc103kb.17.10.2007 19:11скачать
л 14.doc38kb.17.10.2007 19:17скачать
л 15.doc228kb.17.10.2007 19:23скачать
л 16.doc446kb.17.10.2007 19:29скачать
л 17.doc84kb.17.10.2007 19:34скачать
л 18.doc243kb.17.10.2007 19:37скачать
л 1.doc54kb.29.01.2009 09:41скачать
л 2.doc107kb.18.10.2007 13:01скачать
л 3.doc133kb.29.01.2009 09:42скачать
л 4.doc150kb.17.10.2007 18:29скачать
л 5.doc287kb.18.10.2007 15:20скачать
л 6.doc53kb.17.10.2007 18:51скачать
л 7.doc115kb.17.10.2007 18:07скачать
л 8.doc194kb.17.10.2007 18:52скачать
л 9.doc74kb.17.10.2007 18:54скачать

содержание
Загрузка...

л 10.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Лекция №10

Объемная штамповка


I. Разновидности объемной штамповки

Процесс объемной штамповки заключается в принудительном пе­рераспределении металла заготовки, соответствующей форме полости инструмента, называемого штампом. Полость штампа называется ручь­ем. При штамповке процесс формоизменения независимо от вида ис­пользуемого оборудования состоит из следующих основных этапов:

1) подготовительных операций (фасонирование заготовок),

2) оформление поковки и отделочных операций.

Оформление поковки производится в окончательном (или чисто­вом) ручье, фасонирование заготовок - в подготовительных ручьях. Если штамповке подвергается заготовка без фасонирования в штам­пах, то такая штамповка называется одноручьевой в отличим от многоручьевой штамповки.

Для вкладывания заготовки в ручей и извлечения из него по­ковки штампы снабжены одним или двумя разъемами. В зависимости от типа штампа окончательные ручьи и соответственно форма готовых поковок одного и того же наименования отличаются друг от друга.

Серийное производство поковок различными способами объемной штамповки осуществляется на молотах, прессах и горизонтально-ковочных машинах.

Штамповка производится о облоем в открытых штампах, без облоя в закрытых штампах и путем выдавливания металла в специаль­ных штампах.

Штамповка в открытых штампах (с облоем штамповки). Этот спо­соб штамповки характеризуется образованием облоя, выполняющего некоторые технологические функции. Штамповка о облоем проняв, на молотах и прессах.

Сущность процесса легко уяснить на примере штамповки цилинд­ра высотой Hк и диаметром Dк.



Штамповка в закрытых штампах осуществляется на горизонтально-ковочных машинах, прессах и молотах.

Сущность процессу (рис. 4) состоит в том, что заготовка с размерами Н0 и D0 деформируется, находясь в полости одной части штампа, в которую входит как в направляющую, другая его часть (рис. 4 а, б).



При этом штамп не обеспечивает свободного удаления цилиндричес­кой поковки с размерами Hк и Dк ручья. Для этого применяют уклоны или извлекают их двумя способами:

1) В неподвижную честь I устанавливается стержень 3, выталкивающий поковку после отхода движущейся части 2 штампа (при обр. ходе ма­шины). Для уменьшения усилия выталкивание применяют уклоны. По такой схеме выполняют штампы, работающие на прессах.

2) В другом случав (рис. 4 г) часть штампа, в которой расположе­на полость, выполнена разъемной, состоящий из двух половин I’ и I”, штамп состоит из трех частей и имеет разъем в двух плос­костях, штамповочные уклоны при этом не нужны. По такой схеме выполняют штампы горизонтально-ковочных машин.

Штамповка в закрытом штампе характеризуется следующими признаками:

1) колебание объема заготовок должны быть незначительными. Объем заготовки практически равен объему поковки;

2) образующийся вследствие затекания металла в зазор по месту разъема штамповка заусенец незначителен, толщина его не меняется в процессе штамповки, а направление вытекания совпадает о нап­равлением движения штампа;

3) макроструктура поковок такова, что волокна металла обтекают контур поковки и не перерезаны.

Основном достоинством закрытых штампов является минималь­ный расход металла в облой и более высокое качество поковок.

Штамповка выдавливанием, как правило, осуществляется на прессах, но может быть осуществлена на горизонтально-ковочных машинах и даже на молотах (ударное выдавливание). Сущность про­цесса состоит в том, что заготовка устанавливается в полости штампа, выполненного конструктивно по типу безоблойного, но в ручье имеется выходное отверстие.



Вследствие чего часть металла выдавливается через него ее преде­лы полости. Никаких отходов здесь на предусматривается. Исключе­ние составляют та часть заготовки, которая является избыточной вследствие неточности прокатки и разделки пруткового металла на мерные заготовки. Поковка, полученная в этом штампе» состоит из двух частей основной 1, и стержневой 2.

Основное преимущество процесса выдавливание перед штампов­кой в открытых штампах состоит в возможности получения поковок с очень точными размерами и весьма чистой поверхностью. Большим или меньшим выдавливанием металла в стержневую часть поковки можно фиксировать объем корпуса поковки, не боясь перегрузки штампа.

К основным недостаткам относятся:

1) высокие удельные усилия и энергозатраты на осуществление процесса;

2) Относительно низкая стойкость инструмента (особенно на участ­ке выходного отверстия).

Основные признаки штамповки выдавливанием:

1) Объем металла в основной полости инструменте в процессе штамповки уменьшается, так как предусматривается выдавливания некоторой части в стержневую часть.

2) Не предусматривается отход металла, но при наличии избыточ­ного металла в заготовке (вследствие неточной дозировки) он может быть вытеснен в виде сосредоточенного объема в стержневую часть поковки и затем легко удален обрезкой в штампе или механи­ческой обработкой.

3) Поковки отличаются высоким качеством.


В простейшем случае цилиндрическая полость штампа выполнена в одной части штампа 1, вторая часть штампа представляет собой плоский боек 2. Если объем заготовки V3 равен объему полости штампа Vш, то схематично штамповку поковки элементарной формы можно представить по рис. 1,в. Здесь, при извлечении поковки, могли бы возникнуть трудности из-за необходимости преодо­левать силы трения. Удаление поковки из штампа облегчается, если боковые стенки штампа сделать с уклоном, а поковка с напусками.



Однако это связано с искажением формы поковки, а также с увеличением объема заготовки и поковки. Кроме этого, в этом случае увеличиваются отходы в стружку при мех. обработке.

При штамповке при такой схеме наиболее трудно заполняются нижние углы полости штампа, прежде чем металл заполнит эти углы, он вытекает между частями 1 и 2 штампов в виде облоя толщиной hоб (рис. 2, б).

Когда расстояние между частями штампов достигает некоторой величины, облой закрывает выход металла из ручья, и он вынужден заполнять углы полости штампа.

При таком процессе штамповки необходимо в заготовке иметь некоторый объем металла на образование облоя. Разность объемов поступающей из печи заготовки и поковки представляют собой объ­ем отходов.



Облой подлежит обрезке в специальных (обрезных) штампах. Следует помнить, что технологическое назначение облоя - запол­нение углов штампа.

Недостатком этого способа является:

1) значительный отход металла в облой;

2) назначение напусков из-за наличия уклонов стенок ручья;

3) трудно гарантировать точность размера Hк.

В связи с этим применяют штампы по схеме рис. 2, в. При этом на машинах со свободным ходом штамповку осуществляют до соприкосновения частей штампа между собой; высота поковок Нк и их объем Vпок будут иметь заданные величины, даже если объем различных заготовок Vз неодинаков из-за наличия допусков на прокатку и резку.

Это позволяет использовать для разделки прутков заготовки производительный, но не обеспечивающий высокой точности способ резки на ножницах.

Для сокращения отходов металла в напуски, вызываемые нали­чием штамповочных уклонов, (рис. 3, а) плоскость разъема штампа А-А смещают к серединной плоскости Б-Б поковки, которая приоб­ретает форму двух усеченных конусов. Штамп уготовляют по схе­ме, показанной на рис. 3, в. Для уменьшения уклонов штампы иног­да снабжаются выталкивателем рис. 3, г.




Таким образом, штамповка в открытых штампах характеризует­ся следующими основными признаками:

1) Объем металла. Находящегося в ручье, в процессе штамповки непостоянен, при штамповке предусматривается вытеснение части металла в виде облоя.

2) Направление вытеснения металла в облойную щель перпендику­лярно направлению движения штампа, толщина облоя в процессе штамповки уменьшается.

3) По месту обрезки облоя волокна у металла поковки оказываются перерезанными.

4) Из заготовок с размерами низкой точности получаются поковки с размерами более высокой точности за счет различного для каж­дой заготовки объема металла, вытесняемого в облой.


^ КОНСТРУИРОВАНИЕ ПОКОВКИ


Чертеж штампованной, также как и кованной поковки составляется по рабочему чертежу готовой детали.

При составлении чертежа поковки необходимо:

1) установить разъем

2) назначить припуски и допуски,

3) определить штамповочные уклоны,

4) определить радиусы закруглений,

5) установить форму и размеры наметок отверстий и перемычек под прошивку.


^ РАЗЪЕМ ШТАМПОВ


Разъем у открытых штампов необходим для вкладывания заготов­ки в ручей и извлечения из него поковки.

Положение разъема определяется различными факторами и в первую очередь формой поковки, которая должна обеспечивать свободный вы­ход ее из полости штампа (ручья). Рассмотрим какие положения плоскости разъема возможны для поковок различных простых геометрических форм.

Шар. В этом случае плоскость разъема может происходить толь­ко по диаметральному сечению.



Смещение плоскости разъема, 2-2 приведет к появлению напусков. При штамповке эллипсоида возможны два варианта плоскости разъема штампов: по большому и малому диаметр, сечениям.

Куб - дня него возможны три положения плоскости разъема: разъ­ем 1 требует напусков с четырех сторон (боковые грани). Разъем 2 столько же, хотя потери металла несколько меньше. Самым целесообраз­ным является разъем 3, при котором по двум плоскостям имеются естест­венные уклоны. Напуски здесь небольшие и назначаются только с двух сторон.





Цилиндр - три варианта разъема, 1 - имеет те же недостатки, что и с кубом. В зависимости от соотношения высоты Н0 и диаметра D0. Выбирают 1, 2 или 3 варианта разъема. Для цилиндров большой длинны целесообразней - 3, при котором заготовка штампуется поперек оси. Здесь напуски только с торцов. Для коротких цилиндров, которые штампуются в торец – 2.




Усеченный конус - 2 варианта. 1 - используют, когда α дос­таточный для извлечения поковки из ручья. Поковки большой длины штампуются по варианту 2, с напусками только с торца. Реальные по­ковки можно рассматривать как сложные геометрические фигуры, состо­ящие из элементарных.



Припуски и допуски. Величины допусков на размеры поковок вклю­чают в себя все отклонения от номинальных размеров поковки, причи­нами которых являются:

1) недоштамповка по высоте,

2) износ и неполное заполнение окончательного ручья,

3) посадка опорной части поверхнос­ти разъема штампа,

4) колебания в усадке при остывании поковок;

5) кри­визна осей и овальность сечений,

6) поверхностные дефекты (окалина, вмятины, забоины) следы очистки, заточки, эксцентричность про­шивки.

К числу мероприятий, направленных на повышение точности размеров и правильности геометрической формы поковок, отно­сятся:

1) уменьшение недоштамповки более тщательной подготовкой формы и размеров заготовки, а также применением молота с большим весом падающих частей;

2) уменьшение сдвига тщательной подгонкой бабы по направляющим, их регулировкой, изменением расположения в штампе штамповочных ручьев и применением штампов с направляющими;

3) уменьшением износа штамповочного ручья;

4) умень­шением колебаний при усадке за счет соблюдения постоянства температуры окончания штамповки;

5) уменьшение окалины за счет улучшения качества нагрева и способа очистки при штамповке;

6) увеличение точности обработки при изготовлении окончательного ручья.

Если качество поверхностного слоя поковки чистота и допуски не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к детали, предусматрива­ется припуск на механическую обработку. Минимальная величина при­пуска, как к в случае ковки, определяется глубиной дефектного слоя, а также технологией последующей механической обработки.

Величина допуска не зависит от припуска. Поэтому на любой раз­мер поковки допуск назначают независимо от наличия припусков.

К основным факторам определяющим величины допусков, относятся прежде всего - технологические свойства материалов, габариты и фор­мы поковок.

Припуски и допуски регламентированы гостами. Стандартом предус­мотрено разделение поковок на три группы в зависимости от предъяв­ляемых к ним требований по точности. Наиболее жесткие требования относятся к поковкам I группы.

Основным фактором, определяющим величину допуска по высоте, т.е. в направлении удара молота, является недоштамповка. На гори­зонтальные размеры влияет износ ручья, смещение частей штампа.


^ ШТАМПОВОЧНЫЕ УКЛОНЫ


Отштампованная поковка удерживается в полости штампа силами трения, которые преодолевают при извлечении поковки из ручья. Для предотвращения застревания поковок в ручьях, боковые стенки полос­ти штампов выполняют с уклонами.

На практике применяются уклоне от 1 до 10°.

Следует различать в поковке внутренние и наружные стенки. Наружные стенки в результате усадки отходят от стенки, внутренние же нао­борот, еще больше охватывают стенки выступов в штампе. Поэтому уклоны внутренних стенок должны быть больше наружных.

Величина минимального допустимого уклона зависит от следующих факторов:

1) от технологических свойств материала;

2) от качества отделки поверхности ручьи и смазки;

3) от размеров ручья, где должен быть уклон и соотношения этих размеров.

При отношении длины l к ширине ручья в l = 1 стенки ручья со всех сторон удерживают поковку. При l > I влияние двух стенок уменьшается. Поэтому уклон можно уменьшить. Однако при l > 3 влия­ние удаленных стенок настолько мало, что дальнейшее их удаление ив величине минимального допустимого уклона не сказывается и он остается таким же как и ври l = 3.

При установлении уклонов пользуются таблицей.

l



h

До 1

1 – 3

3 – 4,5

до 1,5

5

7

10

Свыше 1,5

3

5

7


где l длина полости штампа, в – ширина, h - глубина.


^ РАДИУСЫ ЗАКРУГЛЕНИЙ


При округлении острых кромок радиусами недостаточной кривизны кон­центрация напряжений ведет к быстрому образованию трещин. Затекание металла в углы штампа резко затрудняется и требуется повышение потребного усилия штамповки.

Значения радиусов закругления внешних углов (так называемых наружных радиусов закруглений) установлены ГОСТом в пределах 0,8 – 8,0 мм в зависимости от веса поковок в пределах до 200 кг.

Практически достаточно, чтобы значение этих радиусов были на 0,5 – 1 мм больше величины нормального припуска.

Если для механически обрабатываемых кромок рекомендуемая ве­личина радиуса будет меньше суммы значений наружного радиуса закруг­ления (или фаски) на обработанной детали и назначенного припуска, то полезно радиус увеличить до указанной суммы.

Наружные радиусы закруглений у механически необрабатываемых поверхностей также желательно увеличить во многих случаях. Так, на­пример, в целях облегчения заполнения трудно выполнимых ребер и бо­бышек рекомендуется назначить максимальные радиусы на их вершине, чтобы на последних оставался небольшой плоский участок или получа­лось полное скругление вершины одним радиусом, определяемым по вы­ражению.





Недопустимы также острые кромки выступающих на поверхности ручья. При недостаточном радиусе закругления эти кромки очень быст­ро срабатываются или сминаются, образуя поднутрения. Поковка при этом начинает залипать в штампе, и ручей требует зачистки. Кроме того, острые кромки ручья, воздействуя на штампуемый металл как ножи, перерезают его и создают складки на поверхности поковок.

Во избежании этого необходимо, чтобы так называемые внутрен­ние радиусы закругления на поковках, соответствующие выступающим углам ручьев, были примерно 3 – 4 раза больше наружных радиусов. До­полнительное увеличение внутренних радиусов закруглений необходимо в местах, где интенсивное течение металла может привести к отрыву металла.

Внутренние и наружные радиусы закруглений регламентируются Щ Гостами, например ГОСТ 7505-55 и др.


^ НАМЕТКИ ОТВЕРСТИЙ И ПЕРЕМЫЧЕК ПОД ПРОШИВКУ


Оформление наметки отверстия и перемычки связано с некоторыми трудностями, а именно: излишне толстая перемычка затрудняет после­дующую прошивку сквозного отверстия с удалением перемычки в отход, и слишком тонкая - к быстрому смятию соответствующих выс­тупов в ручье, что ведет к залипанию в нем поковок. Толщина обыч­ной перемычки зависит прежде всего от диаметра D и глубины h наметки и может быть определена по эмпирической формуле.







Плоская наметка под прошивку Наметка под прошивку с раскосом


Если глубина наметки h меньше диаметра прошиваемого отвер­стия d в 2,5 раза и более, то проштамповать плоскую наметку труд­но. В таких случаях, для облегчения раздачи металла в стороны, ре­комендуется, вместо плоских, наметки с раскосом, у которых толщина перемычки Smin = 0,65*S, Smax = 1,35*S , где S – толщина пе­ремычки для плоской наметки.

Диаметр плоского участка d1 = 0,12d + 3 мм. У низких поковок (у которых глубина наметки меньше диаметра прошиваемого отверстия d в 15 раз и более) после раздачи металла в предварительном ручье с плоской наметкой рекомендуется применять в окончательном ручье на­метку е карманом.



При наметке с карманом металл отжимается от краев наметки в карман.


Скачать файл (1830.9 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации