Файл: Олендер, Л. А. Технология и оборудование шарикового производства [учеб. пособие].pdf

ное значение степени деформации ф=0,34, что позволяет при­ нимать при расчетах усилий штамповки и других параметров единое значение истинного сопротивления стали Оц. Достигает­ ся также (при прочих равных условиях) постоянство значения скорости деформации.

Рис. 13. Шарики из стали ШХ-15, отштампованные при различных значениях отношения длины заготовки к ди­ аметру (l/d).

Указанное оптимальное значение l/d отвечает и другим тре­ бованиям производства. Так, например, с уменьшением значе­ ния l/d время обратного хода ножа отрезного механизма прес­ са-автомата резко сокращается, что создает сравнительно высокие силы ускорения его подвижных частей и приводит к их преждевременному износу.

В производственных условиях для ориентировочного опре­ деления диаметров d и длины отрезаемых заготовок I исходно­ го металла обычно пользуются следующими формулами:

d = 0,666-Д; I = 0,666 • - J - ,

где Д — диаметр штампованного шарика с припуском на меха­ ническую обработку, мм.

Однако для точного определения указанных параметров, исходя из условия постоянства объемов исходных заготовок и отштампованных шариков и применения оптимального зна­

d — 0,332 • (2Д + Дта*+ Лтіп); /=0,754- (2Д0 + Дmax "Ь Amin) •

Для ориентировочного представления о величинах поопера­ ционных размеров деталей массового потока в табл. 14 приве­ дены действующие данные 11-го ГПЗ при выпуске шариков

5 3. НОМОГРАММА ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ 51

II степени точности (ГОСТ 3722—60), которая освоена боль­ шинством отечественных подшипниковых заводов.

§ 3. НОМОГРАММА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ОБЛОЙНОИ, МАЛООБЛОЙНОЙ И БЕЗОБЛОЙНОЙ ШТАМПОВКИ ШАРИКОВ

Изв-естно, что для ускорения проектирования штампов и технологической наладки шарикоштамповочного оборудования в производственных условиях целесообразно использовать за­ ранее подготовленные расчетные данные, представленные в виде номограмм.

Рис. 14. Номограмма для определения основных технологических параме­ тров процесса облойной, малооблойной и безоблойной штамповки шариков.

На основании проведенных исследований и производствен­ ных испытаний были выполнены соответствующие расчеты по определению основных параметров конструкций штампов, уси­ лий штамповки и наладочных данных применительно к исполь­ зуемому в настоящее время на отечественных подшипниковых заводах шарикоштамповочному оборудованию и наиболее рас­ пространенному диапазону диаметров шариков [11]. Результа­ ты представлены в виде номограммы для случаев облойной, малооблойной и безоблойной холодной штамповки шариков из стали ШХ-15 (рис. 14). Применительно к шариковому про-

изводству облойной штамповкой считается метод штамповки шариков, в результате которого на них образуются ярко выра­ женные полюсные выступы (полюса) и облой («сатурново кольцо») (см. на рис. 11 размеры dи h, К и А). Соответственно при малооблойной штамповке шариков величины указанных параметров облоя и полюсных выступов выражены весьма слабо и представляют как бы их наметки. При безоблойной штамповке шариков полюсные выступы и облой отсутствуют вообще.

Обозначение параметров на номограмме:

ном при облойной, безоблойной в и малооблойной вм штампов­ ке, мм] d1— диаметр отверстия под выталкиватель в матрице и пуансоне, мм\ В0, Вм, Вб— глубина рабочей полости в мат­ рице и пуансоне при облойной В0, малооблойной Вм и безоб­

сота шарика по полюсам при безоблойной штамповке в случае

номограмме. Так, для получения размерных параметров (b, d\, Ьм, Вы, Во, Вб, d2, d3„ Д( Н), Д\, 1\ и 12) определенного среднего диаметра штампованного шарика необходимо найти его зна­ чение по оси ординат (вертикальная ось — Дер), а затем про­ вести вправо от этой точки линию, параллельную оси абсцисс (горизонтальная ось), до пересечения с наклонной линией, обозначающей требуемый параметр. С точки пересечения сле­ дует опустить перпендикуляр на ось абсцисс. Отсеченный в ре­ зультате этого отрезок на верхней шкале по оси*абсцисс (от начала координат до точки пересечения) и будет представлять собой величину требуемого параметра в миллиметрах. Напри­ мер, для случая Дер = 5 мм будем иметь: 1\=7 мм и т. д.

Для определения величины максимального усилия штам­ повки следует поступать аналогичным образом, однако’ в этом

дет находиться также на второй (нижней) шкале оси абсцисс.

Номограмма может быть рекомендована для использова­ ния конструкторами, технологами, мастерами и наладчиками, связанными с производством шариков и изготовлением шари­ коштамповочного инструмента.

Контрольные вопросы

Г л а в а III. ШТАМПОВКА ШАРИКОВ

$ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Характер течения металла в процессе штамповки шариков имеет некоторые специфические особенцости, вызванные нали­ чием полусферических рабочих полостей в матрице и пуансо­ не, а также цилиндрических экстракторных (полюсных) отверстий в них. Наличие некоторого рабочего зазора между торцами матрицы и пуансона в случае завышения объема исходной заготовки может привести к образованию облоя (так называемого «сатурнова кольца») на шариках. В то же время этот облой не выполняет функций, обычных для открытых штампов, что также является одной из особенностей процесса штамповки шариков.

Штамповка шариков может быть облойной, малооблойной и безоблойной. Шарики, отштампованные методом облойной штамповки, имеют ярко выраженные полюсные выступы и облой. Соответственно у малооблойных шариков есть только наметки полюсных выступов и облоя, а у безоблойных их вооб­ ще нет. Если облойная и малооблойная штамповка шариков представляет собой четырехстадийный процесс, заканчиваю­ щийся выдавливанием избыточного металла в полюсные от­ верстия и окончательной осадкой облоя, то безоблойная — трехстадийный. Безоблойная штамповка шариков заканчи­ вается увеличением диаметра средней части заготовки и одно­ временным заполнением оставшихся свободными сегментных полостей штампа возле экстракторных (полюсных) отверстий

вгравюре.

Воснову процесса штамповки шариков с минимальными величинами облоя и полюсов (или вообще без них) должны быть положены следующие основные требования:

1)недопустимость перекоса заготовки при штамповке о носительно оси гравюры штампа;

2)уменьшение длины заготовки с целью сокращения объема металла на величину, равную объему облоя и полюс­ ных выступов;

3)минимальное отклонение в заданных размерах (или в весе) заготовок;

4)формообразование шарика должно заканчиваться при минимальном зазоре между штампами в момент соприкосно­ вения периметра средней части заготовки с кромкой гравюры штампа.

Автоматы для объемной штамповки — одно- и многопози­ ционные— представляют собой комплекс механизмов с вра­ щательным (маховики, муфты, шестерни), возвратно-поступа­ тельным (центральный и боковой ползуны) и сложным движе­ ниями. К последней группе относятся получающие привод от

стоянном взаимодействии, обеспечивая заданный цикл изго­ товления изделий без участия ручного труда.

Характерная особенность развития автоматов для объем­ ной штамповки — это непрерывное увеличение их мощности и производительности. В настоящее время отечественной и зару­ бежной промышленностью изготовляются автоматы для холод­ ной объемной штамповки усилием от 5 до 1000 тс, весом по­

повки усилием до 1200—1500 тс, весом подвижных частей до 165 000 кг и числом ходов ползуна от 35—70 до 200 в 1 мин.

Автоматы для холодной и горячей объемной штамповки на­ ходят все более широкое применение при изготовлении самых разнообразных деталей от простейших типа болтов, винтов, шариков до деталей (полуфабрикатов) типа поршневых паль­ цев, свечей автомобильных двигателей, колец подшипников, поковок шестерен и т. п.

Все возрастающее распространение прессов-автоматов для объемной штамповки деталей в первую очередь вызвано тем, что их производительность в десятки и даже сотни раз превы­ шает производительность металлорежущих автоматов. Кроме того, детали, изготовленные методом штамповки, обладают большей прочностью по сравнению с деталями из той же стали, но изготовленными на металлорежущих автоматах, так как при штамповке получается благоприятное расположение воло­ кон металла, а при точении они оказываются перерезанными. Помимо этого, при формообразовании деталей методом объем-

ной штамповки значительно экономится металл за счет неко­ торого снижения или полного отсутствия отходов.

Детали в зависимости от сложности их конфигурации, свойств штампуемого материала, стойкости инструмента мо­ гут изготавливаться за 1—6 штамповочных переходов прогрес­ сивными технологическими процессами высадки, редуцирова­ ния, прессования, чеканки. Эти процессы могут применяться

вразличной последовательности или самостоятельно, а также

всочетании друг с другом.

Автоматы для объемной штамповки деталей выполняются следующих видов [13]:

1) однопозиционные холодновысадочные автоматы одно-

идвухударные с цельной и разъемной матрицей;

2)двух- и шестипозиционные автоматы для холодной и го­ рячей объемной штамповки с горизонтально- и вертикально­ рядной компоновкой инструмента;

3)специальные: для двусторонней высадки изделий, для прессования деталей, в которых главный ползун получает при­ вод от кривошипно-рычажного механизма; с инструментом (матрицами), расположенном во вращающемся матричном

блоке, и т. п.

Для штамповки заготовок шариков могут использоваться одноударные прессы-автоматы обычного типа, однако с целью повышения производительности более целесообразно приме­ нять специальные шарикоштамповочные автоматы. Они отли­ чаются от обычных одноударных автоматов с цельной матри­ цей в основном наличием выталкивателя не только в матрице, но и в пуансоне, что не допускает застревания отштампован­ ных шариков.

Для механических кривошипных шарикоштамповочных прессов-автоматов характерно в отличие, например, от штам­ повки на молотах изменение скорости хода штамповочного пуансона по заранее заданному закону независимо от измене­ ния усилия деформации (штамповки). Кроме того, процесс деформации при получении шариков отличается тем, что в последний момент штамповки избыточный металл может за­ текать в два противоположных «полюсных» отверстия в штам­ пе, одновременно преодолевая противодавление находящихся в них подпружиненных выталкивателей. Оба фактора вносят существенные отличия в известные диаграммы изменения усилий при штамповке.

Часовая производительность отечественных горизонталь­ ных шарикоштамповочных прессов-автоматов составляет при­ мерно от 2 до 20 тыс. штук соответственно в диапазоне диамет­ ров шариков от 51 до 1,5 мм. Помимо значительной произво-