Файл: Технология металлов и других конструкционных материалов учеб. пособие.pdf

вольным взаимным расположением плоскостей разъема (рис. 139, о).

Рис. 138-Редуцирование и высадка на электровысадочной ма­ шине

Штамповка жидкого металла имеет ряд преимуществ: не тре­ буется мерная заготовка, в качестве шихты могут быть использова­ ны отходы собственного производства. Применять можно как литей ные, так и деформируемые сплавы. Отсутствие литниковой системы значительно повышает выход годного. Изготовление деталей не требует специального оборудования и может быть осуществлено на

Рис. 139. Жидкая штамповка

обычных гидравлических, фрикционных, винтовых и пневматических прессах.

Этот метод применяется для изготовления арматуры из цвет­ ных сплавов, сепараторов, подшипников качения, изделий ширпот­ реба из алюминиевых сплавов, пресс-форм, а также деталей машин взамен литья из ковкого чугуна и стального литья. Штамповка жидкой стали находит место в машиностроении и при производстве инструмента.

239

Завершающие и отделочные операции штамповки. Образовав­ шийся в процессе штамповки в открытых штампах заусенец и оставленные после прошивки пленки удаляют в обрезных штампах на обрезных кривошипных прессах.

Обрезка заусенца выполняется сдвигом поковки относительно неподвижного заусенца. Обрезку и прошивку производят в горячем и холодном состоянии. В холодном состоянии обрезают мелкие и средние поковки из углеродистых сталей, содержащих углерода менее 0,5%, и поковки из низколегированных сталей, содержащих

Обрезные прессы входят в штамповочный агрегат и устанавли­ ваются рядом с молотом, вес падающих частей которого не менее 1,5 т, и кривошипным горячештамповочным прессом усилием не менее 1500 т. У оборудования меньшего тоннажа обрезные прессы не устанавливаются, так как его производительность ниже произ­ водительности штамповочного оборудования. В этом случае поков­ ка обрезается на специальном участке обрезки.

Конструкция штампов для обрезки и прошивки поковок зави­ сит от типа производства. В мелкосерийном производстве холодная и горячая обрезка ведется в простейших универсальных штампах; в крупносерийном и массовом производстве холодная обрезка и прошивка — в последовательныхштампах, горячая — в комбиниро­ ванных (за один ход пресса совершают обрезку, прошивку и, если необходимо, правку) (рис. 140, а).

Радиальный заусенец, получающийся при штамповке в закры­ тых штампах и в штампах ГКМ, удаляют при механической обра­ ботке или на заточных станках.

Правка поковок устраняет их искривление, которое может возникать на всех этапах технологического процесса. В результате перекоса гравюры основного штампа кривизна ручья целиком пере­ косится на поковку. Застревание поковки в штампе и удар по ней при удалении из штампа также приводит к искривлению. Искрив­ ление возникает при обрезке и прошивке, когда напряжение среза выше напряжения на изгиб. Наконец, причиной искажения формы может быть коробление при остывании и термической обработке.

Правка бывает горячая и холодная. Горячая правка во избе­ жание удорожания процесса и повышения угара должна произво­ диться с того же нагрева, что и штамповка, холодная — после термической обработки и очистки от окалины.

Горячая правка может производиться: а) в окончательном ручье того же штампа, на котором производилась штамповка (при этом устраняются все искажения, полученные при обрезке, однако резко снижается производительность основного штамповочного оборудования); б) в правочных молотовых штампах (в этом слу­ чае молот для правки устанавливают в линию штамповочного агрегата); в) на обрезных прессах (в последовательных с обрезкой

240

штампах, на прессе с двумя штампами и на специально установ­ ленном в лимит обрезном прессе).

Холодная правка производится на молотах (обычно фрикцион­ ных) и в правочных штампах на обрезных прессах. Поковки типа длинных валов, которые для правки требуют перегиба в противо­ положную сторону, правят на специальных правильных прессах-. Поковки типа стержня с головкой (клапан и др.) правят обкаткой между подвижной и неподвижной плитами.

Чеканка и калибровка применяются для повышения точности и чистоты поверхности поковок и заключаются в незначительном

обжатии. Обжатие между параллельными плитами называется чеканкой (рис. 140,6). Чеканка повышает точность размеров в на­ правлении приложения усилия. Обжатие поковки со всех сторон с образованием небольшого заусенца по разъему штампов называ­ ется объемной чеканкой или калибровкой (рис. 140,в).

Чеканка обычно совершается без нагрева, после термообработ­ ки и очистки от окалины. Точность при грубой чеканке составляет ±0,1—0,25 мм, при тодной ±0,05—0,15 мм. Двукратной чеканкой можно получить точность до ±0,025 мм. Припуски на чеканку определяются в зависимости от ее площади. Чистота поверхности при чеканке достигает 7-го класса.

Калибровку обычно-производят в горячем состоянии. Точность ее ниже точности чеканки на 30—50%.

Чеканочные штампы ввиду значительных усилий деформации и для обеспечения максимальной жесткости и точности имеют ми­ нимальное количество деталей.

Основной машиной для чеканки является кривошипно-колен­ ный (чеканочный) пресс. Механизм пресса обеспечивает значи­ тельные усилия на ползуне при достаточной жесткости и сравни­

241

тельно малом крутящем моменте на валу двигателя. Удельное давление чеканки зависит от предела прочности материала при температуре чеканки. Для малоуглеродистых - сталей оно равно 13—16 т/см2, для легированных 25—30 т/см2.

Очистка поковок от окалины повышает срок эксплуатации режущего инструмента, облегчает контроль качества поковок, при­ дает им товарный вид и обеспечивает безопасность эксплуатации деталей, полученных из поковок. Очистку производят в барабанах, дробеструйных и дробеметных камерах и травлением в растворе серной кислоты или смеси серной и соляной кислот.

§ 9. Листовая штамповка

Общие сведения. Листовая штамповка представляет собой от­ расль машиностроения, занимающуюся производством изделий и деталей машин из листового материала. Она широко применяется в металлообрабатывающей промышленности, а в ряде производства занимает ведущее положение. Так, в приборостроении листовой штамповкой изготовляется 70—80% всех деталей, в производстве предметов широкого потребления — 95—98, в автомобильной про­ мышленности — 60—75, в тракторной — до 40%.

Листовая штамповка характеризуется высокой производитель­ ностью, стабильностью качества и точностью, не зависящими, как правило, от квалификации рабочего, высоким коэффициентом использования металла, возможностью применения простых и эффективных методов механизации и автоматизации процесса.

Недостатком этого процесса является высокая стоимость штам­ пов, поэтому применение специальных штампов (сконструирован­ ных для определенных деталей) целесообразно только в крупносе­ рийном и массовом производстве. В мелкосерийном производстве внедряются специальные методы штамповки с применением про­ стой дешевой оснастки.

Методами листовой штамповки обрабатываются углеродистые и специальные стали, цветные металлы и сплавы, а также различ­ ные листовые пластики и неметаллические материалы (бумага, кар­ тон, фибра, ткани). Основным материалом является тонколистовая качественная сталь.

Технология листовой штамповки. В понятие технологии штам­ повки входит выбор материала, установление типа раскроя, опре­ деление количества технологических переходов, определение испол­ нительных размеров рабочих частей штампа.

Выбор материала для изготовления детали производится исхо­ дя из требований конструктивных (прочность), технологических (возможность штамповки данной детали из данного материала), эксплуатационных (соответствие свойств материала условиям эксплуатации — износостойкость, устойчивость против коррозии, жаростойкость и т. д.) и экономических (стоимость). Из материа­ лов, удовлетворяющих всем техническим требованиям, выбирают наиболее дешевый.

242

Раскроем металла Называется способ расположения деталей в заготовке — листе, полосе, ленте. Принятый тин раскроя во мно­

гом определяет расход материала на изделие.

Существует два основных типа раскроя: с технологическими отходами и без них. Последний носит название малоотходного или безотходного. Раскрой с отходами применяется для получения изделий повышенной точности (3, 4 и 5-й класс), а также изделий сложной формы и характеризуется наличием перемычек между вырезаемыми изделиями и между изделием и краем полосы. Вели­ чина перемычек должна быть достаточной, чтобы компенсировать

неточности подачи заготовки в штамп.

Расположение деталей друг относительно друга и относительно полосы зависит от их конфигурации. Необходимо подбирать такое расположение, при котором использование материала будет наи­ лучшим. Показателем, характеризующим качество раскроя, явля­ ется коэффициент использования материала

Все операции листовой штамповки можно разделить на две группы: разделительные, связанные с полным или частичным отде­ лением одной части материала от другой (вырубка, отрезка, надрезка и др.), и формоизменяющие, связанные с перемещением одной части материала относительно другой без нарушения связи между ними (гибка, вытяжка, формовка и др.).

Резка листового материала. В прессовых цехах детали редко штампуются из целого листа. Обычно лист предварительно разре­ зают на полосы требуемой ширины. Эта заготовительная операция

невысокой точности, контур которых имеет форму окружности либо ограничен выпуклой ломаной или кривой линией.

Наиболее широко применяются параллельные (рис. 141, а), гильотинные (с наклонными ножами) (рис. 141,6) и ■роликовые (рис. 141, в, г) ножницы.

В первых двух типах ножниц нижний нож неподвижен, а верх­ ний перемещается вниз и вверх. У параллельных ножниц режущая кромка верхнего ножа параллельна кромке нижнего, поэтому реза­ ние начинается одновременно по всей длине листа В, усилие реза­ ния быстро нарастает и достигает больших значений.

Параллельные ножницы дают хорошее качество среза и повы­ шенную точность. Однако применение их ограничивается резкой

2 43'

тонколистовой стали, цветных металлов, слоистых пластиков вслед­ ствие больших усилий и ударного характера нагрузки.

В гильотинных ножницах благодаря наличию угла створа ф (2—6°) резание происходит только на части длины листа, и поэтому усилие резания не зависит от длины листа.

Резка листов на полосы, разрезка рулонной стали на более узкие ленты, а также вырезка кругов и заготовок с криволинейным контуром производится на дисковых ножницах (рис. 141, в, г) при

их получаются либо готовые детали, либо заготовки. Эти операции выполняются при помощи матриц и пуансонов. В общем случае матрица представляет собой стальную закаленную плиту (круг­ лую, прямоугольную), имеющую отверстие с острыми кромками, пуансон — стальной закаленный стержень, также имеющий острые кромки. В крупных штампах матрица и пуансон состоят из отдель­ ных частей — секций.

Процесс вырубки-пробивки показан на рис. 142, а. Наличие зазора приводит к тому, что деталь получается конусной. Это осо­ бенно заметно при штамповке толстолистового металла.

Если требуется получить деталь с хорошим качеством поверх­

тонколистового металла (алюминий толщиной до 2 мм, сталь мяг« кая до 1 мм) находит применение штамповка резиной. Достоин­ ствами этого метода являются дешевизна оснастки и возможность быстро переходить к штамповке деталей на новое изделие, недо­

тейнер, прикрепленный к траверсе гидравлического пресса. Шаблон представляет собой пластину инструментальной стали толщиной около 10 мм, имеющую конфигурацию вырезаемой детали. Кромки

244