Технологический процесс горячей объемной штамповки

Горячая объемная штамповка — это вид обработки металлов давлением, при котором формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляется с помощью штампа.

Штамп — это специальный инструмент с полостью, которая называется ручьем. В полость нижней части штампа устанавливают заготовку, которая деформируется при движении верхнего штампа вниз. Штампованную заготовку называют штампованной поковкой. Поковка представляет собой копию ручья штампа.

Поковки простой модификации, не имеющие большой разницы сечений по длине (высоте), обычно штампуют в штампах с одной полостью, т.е. в одноручьевых штампах.

Поковки сложной конфигурации с резкими изменениями сечений по длине, с изогнутой осью в зависимости от характера производства получают либо в одном многоручьевом штампе, либо в нескольких одноручьевых, установленных на отдельных штамповочных машинах.

В многоручьевых штампах ручьи подразделяют на заготовительные и штамповочные (рис. 4.7).

Рис. 4.7. Многоручьевой штамп

К заготовительным ручьям, служащим для получения фасонной заготовки, относятся: протяжной, подкаткой, гибочный и др.

Протяжной ручей 1 (см. рис. 4.7) служит для увеличения длины отдельных участков заготовки за счет уменьшения площади их поперечного сечения.

Подкатной ручей 2 (см. рис. 4.7) служит для местного увеличения сечения заготовки за счет уменьшения сечения рядом лежащих участков.

Гибочный ручей 3 (см. рис. 4.7) применяют только при штамповке деталей, имеющих изогнутую ось.

К штамповочным ручьям относят окончательный 5 (см. рис. 4.7) — чистовой ручей и предварительный 4 (см. рис. 4.7) — черновой.

Чистовой ручей служит для получения готовой поковки и по конфигурации точно соответствует горячей поковке. В черновом ручье происходит основное формообразование.

Облойные канавки выполняются в окончательном, а иногда и в предварительном ручье. Облойная канавка служит для компенсации излишков металла и в то же время для создания достаточного сопротивления истечению металла из полости штампа, что необходимо для качественного заполнения ручья.

В зависимости от типа штампа выделяют штамповку в открытых штампах и в закрытых (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Схемы штамповки в открытых (а) и закрытых (б и в) штампах

Штамповка в открытых штампах (рис. 4.8, а) характеризуется переменным зазором между подвижной и неподвижной частями штампа. В этот зазор вытекает облой (заусенец), который закрывает выход из полости штампа и заставляет металл целиком заполнить всю полость.

В конечный момент деформированием в заусенец выжимаются излишки металла, находящиеся в полости, что позволяет не предъявлять особо высоких требований к точности заготовок по массе. Заусенец затем обрезается в специальных штампах.

Штамповка в закрытых штампах (рис. 4.8, б, в) характеризуется тем, что полость штампа в процессе деформирования остается закрытой. Зазор между подвижной и неподвижной частями штампа при этом постоянный и небольшой, так что образование заусенца в нем не предусматривается.

Существенным преимуществом штамповки в закрытых штампах является уменьшение расхода металла, поскольку нет отхода в заусенец. Поковки, полученные в закрытых штампах, имеют более благоприятную макроструктуру, так как волокна обтекают контур поковки, а не перерезаются в месте выхода металла в заусенец.

При штамповке в закрытых штампах достигаются большие степени деформации, что позволяет штамповать в них малопластичные сплавы.

Оборудованием для горячей объемной штамповки служат молоты, кривошипные горячештамповочные прессы, горизонтально-ковочные машины, гидравлические прессы, винтовые прессы и машины для специализированных процессов штамповки.

Основными видами штамповочных молотов являются:

  • 1 — паровоздушные штамповочные молоты;
  • 2 — фрикционные молоты и бесшаботные молоты;
  • 3 — гидравлические молоты.

Производительность штамповки на прессах выше, чем на молотах, при этом достигается большая точность поковок по высоте. Кроме того, имеются большие возможности для механизации и автоматизации процесса. Недостатком этого способа является то, что заготовка перед штамповкой на прессе должна быть полностью очищена от окалины, так как деформации происходят за один ход пресса и при наличии окалины она заштамповывается в поверхность поковки. Стоимость кривошипного горячештамповочного пресса в 3—4 раза выше стоимости эквивалентного по мощности молота.

На горизонтально-ковочных машинах в основном штампуют поковки типа стержня с фланцем, кольца или стакана. Эти машины имеют меньшую универсальность, высокую стоимость (в 1,3 раза выше, чем горячештамповочные прессы). Основными операциями на горизонтально-ковочных машинах являются высадка, прошивка и пробивка. Исходным материалом для штамповки на горизонтально-ковочных машинах служит обычно прокат круглого сечения.

Винтовые фрикционные прессы — это машины промежуточного типа между молотом и прессом, так как они сочетают в себе ударное действие и статическое давление. На винтовых фрикционных прессах штампуют мелкие поковки массой до 20 кг, большей частью из алюминиевых и медных сплавов.

Гидравлические штамповочные прессы не отличаются от ковочных. На гидравлических прессах штампуют поковки типа дисков, коленчатых валов, различного рода рычагов, кронштейнов, толстостенных сферических днищ. Особое значение имеют штамповки крупногабаритных панелей и рам из легких сплавов в самолетостроении.

Штамповкой на ковочных вальцах изготавливают поковки несложной конфигурации — звенья цепи, рычаги, гаечные ключи и т.д.; штамповкой на ротационных ковочных машинах — различного рода ступенчатые цилиндрические или конические валики.

Для свободного извлечения поковки из штампа при штамповке на молотах предусматривают уклоны вертикальных поверхностей 7—10°; при штамповке на прессах с выталкивателями — 1—3°.

Технологический процесс горячей объемной штамповки состоит из следующих операций: резки исходного металла на заготовки мерной длины; нагрева заготовок; штамповки; обрезки заусенца и пробивки пленок; термообработки поковок (при необходимости) и очистки их от окалины; калибровки и контроля поковок.

Резку металла осуществляют механическими пилами, газовой резкой, на пресс-ножницах или в штампах на прессах. Отрезка на пресс-ножницах является основным способом разделки стальных прутков диаметром от 1,5 до 200 мм. Для получения заготовок, более точных по массе, размерам и форме, используют отрезку в штампах на прессах. Этот способ резки является более дорогим и по конструктивным соображениям редко используется для проката диаметром более 50 мм. Для разделки проката, имеющего большие поперечные размеры, применяют холодную ломку.

Нагрев заготовок осуществляют в камерных и вакуумных печах, печах с защитной атмосферой и с помощью индукционного нагрева. Для предохранения металла от окисления и обезуглероживания металл нагревают в вакуумных печах и в печах с защитной атмосферой (аргоном, азотом и др.). Индукционный нагрев позволяет (по сравнению с пламенными печами) значительно повысить скорость нагрева, уменьшить слой окалины в 4—5 раз, снизить отход металла на угар до 0,7—1% (от 3—4% в пламенных печах), исключить обезуглероживание и обеспечить точность температуры нагрева заготовки. Однако установка и эксплуатация индукционного нагрева обходятся в несколько раз дороже газового нагрева.

Читайте также:  Как увеличить обороты электродвигателя за счет шкивов

Технологическими операциями объемной штамповки являются: осадка, прошивка, протяжка, отрубка, отрезка, разрубка, чеканка, калибровка, выдавливание, редуцирование.

Отрубка — полное отделение части заготовки по незамкнутому контуру путем внедрения инструмента.

Обрезка — удаление излишков металла.

Разрубка — разделение поковки на части.

Чеканка — образование на поверхности заготовки рельефных изображений за счет перераспределения металла.

Калибровка — повышение точности размеров штампованной заготовки и уменьшение шероховатости ее поверхности.

Выдавливание — штамповка заготовки вытеснением металла исходной заготовки в полость и отверстие ручья.

Редуцирование — уменьшение площади поперечного сечения заготовки при протягивании ее через калибрующую матрицу усилием, направленным вдоль оси заготовки.

Обрезку заусенцев и пробивку пленок выполняют с помощью штампов, устанавливаемых на кривошипных прессах. Обрезку и пробивку поковок можно выполнять в холодном и горячем состояниях. Для мелких поковок из низкоуглеродистой и низколегированной стали она проводится в холодном состоянии. В остальных случаях обрезают заусенец и пробивают пленку сразу же после штамповки на обрезном прессе.

Очистка поковок от окалины облегчает условия работы режущего инструмента при последующей механической обработке, а также контроль поверхности поковок. Очистку производят несколькими способами: в барабанах, дробью, травлением.

Мелкое литье очищают в барабанах, куда поковки загружаются вместе со стальными или чугунными звездочками. При вращении и трении окалина сбивается. При очистке тяжелых поковок на их поверхности образуются забоины, поэтому их таким способом не очищают.

Мелко- и среднегабаритные поковки очищают дробью размером 1—3 мм, которая с большой скоростью ударяет по поверхности поковок и сбивает с них окалину.

Крупногабаритные поковки сложных конфигураций очищают травлением в водных растворах кислот, нагретых до 40—60 °С.

Калибровку (правку) штампованных поковок применяют для устранения искривлений осей и искажения поперечных сечений. Крупные поковки и поковки из высокоуглеродистых и высоколегированных сталей правят в горячем состоянии либо в чистовом ручье штампа, либо на обрезном прессе. Мелкие поковки можно править в холодном состоянии после термической обработки на специальном оборудовании в правочных штампах.

Калибровка повышает точность всей поковки или ее отдельных участков. В результате 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 разных направлениях и улучшают качество ее поверхности.

Горячая объемная штамповка получила широкое распространение на производстве. Это обусловливается следующими ее преимуществами перед ковкой и литьем:

  • • более высокой производительностью;
  • • возможностью получения поковок более сложной конфигурации, чем при ковке;
  • • значительно более высокой точностью по форме и размерам;
  • • лучшим качеством поверхностей поковок, которые обрабатывают резанием лишь по сопрягаемым со смежными деталями поверхностям;
  • • снижением расхода металла по сравнению с ковкой и литьем;
  • • более высокими показателями механических свойств, чем отливки.

К недостаткам горячей штамповки можно отнести следующие:

  • • изготовление в основном поковок сравнительно небольших масс и размеров (0,5—30 кг, поковки массой 100 кг считают крупными);
  • • приложение больших усилий деформирования, чем при ковке;
  • • применение дорогого специального инструмента — штампа, изготавливаемого из специальной стали.

Несмотря на эти недостатки, в массовом и крупносерийном производстве горячая штамповка рентабельнее ковки.

Технологический процесс изготовления поковки включает следующие операции: отрезка проката на мерные заготовки, нагрев, штамповка, обрезка облоя и пробивка пленок, правка, термическая обработка, очистка поковок от окалины, 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 медными контактами, нагревается при пропускании по ней тока; индукционные установки, в которых заготовка нагревается вихревыми токами; газовые печи, с безокислительным нагревом заготовок в защитной атмосфере.

После штамповки в открытых штампах производят обрезание облоя и пробивку пленок поковок на специальных штампах (Рисунок 59), устанавливаемых на кривошипных прессах.

Термическую обработку применяют для получения требуемых механических свойств поковок и облегчения их обработки резанием.

Очистку поковок от окалины производят для облегчения контроля поверхности поковок, уменьшения износа металлорежущего инструмента и правильной установки заготовки на металлорежущих станках. На дробеструйных установках окалину с поковок, перемещающихся по ленте конвейера, сбивают потоком 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.

Рисунок 59 – Схемы обрезания облоя (а) и пробивки пленок (б)

Вопросы и темы для самоконтроля:

1. Операции свободной ковки.

2. Оборудование, используемое при свободной ковке.

3. Горячая объемная штамповка.

4. Оборудование, используемое при горячей штамповке.

5. Назовите типы ручьев при горячей штамповке.

Холодная штамповка

Холодная штамповка производится в штампах без нагрева заготовок и сопровождается деформационным упрочнением металла.

Холодная штамповка является одним из наиболее прогрессивных методов получения высококачественных заготовок небольших и точных из стали и цветных металлов. Она обеспечивает достаточно высокую точность и малую шероховатость поверхности при малых отходах металла и низкой трудоемкости и себестоимости изготовления изделий. Возможность осуществления холодной штамповки и качество заготовок определяются качеством исходного материала. Большое значение имеет подготовка поверхности заготовок: удаление окалины, загрязнений и поверхностных дефектов.

Процессы холодной штамповки часто выполняют за несколько технологических переходов, постепенно приближая форму и размеры заготовок к форме и размерам готовых изделий и осуществляя промежуточный отжиг для снятия наклепа и восстановления пластических свойств металла. В зависимости от характера деформирования и конструкции штампов холодную штамповку делят на объемную и листовую.

Объемная холодная штамповка

Холодную объемную штамповку выполняют на прессах или специальных холодноштамповочных автоматах. Основными ее разновидностями являются: высадка, выдавливание, объемная формовка, чеканка.

Высадка – образование на заготовке местных утолщений требуемой формы в результате осадки ее конца, (Рисунок 60).

Рисунок 60 – Схема высадки

Заготовкой обычно служит холоднотянутый материал в виде проволоки или прутка из черных или цветных металлов. Высадкой изготавливают стандартные и специальные крепежные изделия, кулачки, валы-шестерни, детали электронной аппаратуры, электрические контакты и т.д.

При большом количестве переходов происходит упрочнение металла, поэтому требуется отжиг.

Последовательность переходов изготовления деталей показана на Рисунок 61: за три перехода (Рисунок 61а); за пять переходов (Рисунок 61б).

Рисунок 61 – Последовательность переходов изготовления детали

Высадка осуществляется на прессах, горизонтально-ковочных машинах, автоматических линиях, оснащенных холодновысадочными пресс-автоматами.

Читайте также:  Какой физический закон лежит в основе гидроуровня

Выдавливание – формообразование сплошных или полых изделий, благодаря пластическому течению металла из замкнутого объема через отверстия соответствующей формы.

Особенностью процесса является образование в очаге деформации схемы трехосного неравномерного сжатия, повышающего технологическую пластичность материала.

Различают прямое, обратное, боковое и комбинированное выдавливание, (Рисунок 62).

При прямом выдавливании металл течет из матрицы 2 в направлении, совпадающем с направлением движения пуансона 1 (Рисунок 62а, Рисунок 62б). Этим способом можно получить детали типа стержня с утолщением, трубки с фланцем, стакана с фланцем.

Рисунок 62- Схемы выдавливания: а, б – прямого; в, г – обратного; д, е – комбинированного; ж – бокового

При обратном выдавливании металл течет в направлении, противоположном направлению движения пуансона, в кольцевой зазор между пуансоном и матрицей для получения полых деталей с дном (Рисунок 62в) или в полый пуансон для получения деталей типа стержня с фланцем (Рисунок 62г).

При боковом выдавливании металл течет в боковые отверстия матрицы под углом к направлению движения пуансона (Рисунок 62 ж). Таким образом, можно получить детали типа тройников, крестовин и т.п. Для обеспечения удаления заготовок из штампа матрицу выполняют состоящей из двух половинок с плоскостью разъема, проходящей через осевые линии исходной заготовки и получаемого отростка.

При комбинированном выдавливании металл течет по нескольким направлениям (Рисунок 62д, Рисунок 62е). Возможны сочетания различных схем.

Заготовки для выдавливания отрезают от прутков или вырубают из листа. Размер заготовок рассчитывают с учетом потерь на последующую обработку. Форма заготовки и ее размеры для полых деталей без фланца соответствуют наружным размерам детали; для деталей с фланцем – диаметру фланца; для деталей стержневого типа – размерам головки.

Выдавливание можно осуществлять и в горячем состоянии.

Объемная формовка – формообразование изделий путем заполнения металлом полости штампа.

Листовая штамповка

Листовая штамповка – один из видов холодной обработки давлением, при котором листовой материал деформируется в холодном или подогретом состоянии.

Листовой штамповкой изготавливаются разнообразные плоские и пространственные детали – от мелких, массой от долей грамма и размерами в доли миллиметра (секундная стрелка часов), до средних (металлическая посуда, крышки, кронштейны) и крупных (облицовочные детали автомобилей).

Толщина заготовки при листовой штамповке обычно не более 10 мм, но иногда может превышать 20 мм, в этом случае штамповка осуществляется с предварительным подогревом до ковочных температур.

При листовой штамповке используют: низкоуглеродистые стали, пластичные легированные стали, цветные металлы и сплавы на их основе, драгоценные металлы, а также неметаллические материалы: органическое стекло, фетр, целлулоид, текстолит, войлок и др.

Листовую штамповку широко применяют в различных отраслях промышленности, особенно, автомобилестроении, ракетостроении, самолетостроении, приборостроении, электротехнической промышленности.

Основные преимущества листовой штамповки:

возможность изготовления прочных легких и жестких тонкостенных деталей простой и сложной формы, получить которые другими способами невозможно или затруднительно;

высокие точность размеров и качество поверхности, позволяющие до минимума сократить механическую обработку;

сравнительная простота механизации и автоматизации процессов штамповки, обеспечивающая высокую производительность (30 000…40 000 деталей в смену с одной машины);

хорошая приспособляемость к масштабам производства, при которой листовая штамповка может быть экономически выгодна и в массовом, и в мелкосерийном производствах.

Холодная листовая штамповка заключается в выполнении в определенной последовательности разделительных и формоизменяющих операций, посредством которых исходным заготовкам придают форму и размеры детали.

Операцией листовой штамповки называется процесс пластической деформации, обеспечивающий характерное изменение формы определенного участка заготовки.

Различают разделительные операции, в которых этап пластического деформирования обязательно завершается разрушением, и формообразующие операции, в которых заготовка не должна разрушаться в процессе деформирования.

Все операции выполняются при помощи специальных инструментов – штампов, которые имеют различные конструкции в зависимости от назначения. Штампы состоят из рабочих элементов – матрицы и пуансона, и вспомогательных частей – прижимов, направляющих, ограничителей и т.д. Пуансон вдавливается в деформируемый металл или охватывается им, а матрица охватывает изменяющую форму заготовку и пуансон.

Операции листовой штамповки

Разделительные операции предназначены или для получения заготовки из листа или ленты, или для отделения одной части заготовки от другой. Операции могут выполняться по замкнутому или по незамкнутому контуру.

Отделение одной части заготовки от другой осуществляется относительным смещением этих частей в направлении, перпендикулярном к плоскости заготовки. Это смещение вначале характеризуется пластическим деформированием, а завершается разрушением.

Отрезка – отделение части заготовки по незамкнутому контуру на специальных машинах – ножницах или в штампах.

Обычно ее применяют как заготовительную операции для разделения листов на полосы и заготовки нужных размеров.

Вырубка и пробивка – отделение металла по замкнутому контуру в штампе. Схема процессов вырубки и пробивки представлена на Рисунке 63.

Рисунок 63 – Схема процессов вырубки (а) и пробивки (б): 1 – пуансон, 2 – матрица, 3 – изделие, 4 – отход

При вырубке и пробивке характер деформирования заготовки одинаков. Эти операции отличаются только назначением. Вырубкой оформляют наружный контур детали, а пробивкой – внутренний контур (изготовление отверстий).

Вырубку и пробивку осуществляют металлическими пуансоном и матрицей. Пуансон вдавливает часть заготовки в отверстие матрицы.

При штамповке мало- и среднегабаритных деталей из одной листовой заготовки вырубают несколько плоских заготовок для штамповки. Между смежными контурами вырубаемых заготовок оставляют перемычки шириной, примерно равной толщине заготовки. В отдельных случаях смежные заготовки вырубают без перемычек.

Расположение контуров смежных вырубаемых заготовок на листовом материале называется раскроем. Часть заготовки, оставшуюся после вырубки называют высечкой.

Высечка составляет основной отход при листовой штамповке. Тип раскроя следует выбирать из условия уменьшения отхода металла в высечку (Рисунок 64).

Рисунок 64- Примеры раскроя материала с перемычками (а) и без перемычек (б)

Экономия металла может быть получена: уменьшением расхода металла на перемычки, применением безотходного и малоотходного раскроя, повышением точности расчета размеров заготовки и уменьшением припусков на обрезку.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Папиллярные узоры пальцев рук – маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Горячая штамповка, которая предполагает деформирование металлической заготовки в нагретом состоянии, используется для того, чтобы изменить не только конфигурацию этой заготовки, но и ее размеры. Чаще всего такая технологическая операция применяется для того, чтобы изменить геометрические параметры не в одной плоскости, а в нескольких измерениях. В таких случаях эта процедура носит название «горячая объемная штамповка».

Читайте также:  Подобрать стиральную машину по размерам

Горячая штамповка обычно применяется в массовых производствах, где требуется большой объем работ

Сущность технологии

Сущность процесса горячей штамповки заключается в том, что готовое изделие из металла получают из нагретой до определенной температуры заготовки, воздействуя на нее давлением, для чего используется специальный штамп. При выполнении горячей штамповки температура заготовки изменяется от состояния просто нагретой поверхности до ковочной. Чтобы ограничить течение нагретого металла в ненужном направлении, на отдельных участках внутренней поверхности штампа выполняют специальные полости и выступы. Таким образом, внутренняя поверхность штампа формирует замкнутую полость (ручей), конфигурация которой полностью соответствует форме готового изделия.

Так выглядит нижняя часть простого одноручьевого штампа

Горячая объемная штамповка (ГОШ) выполняется на металлических брусках различного профиля – квадратного, прямоугольного, круглого или периодического. В отдельных случаях производство готовых изделий по технологии горячей штамповки может выполняться из сплошного металлического прутка. Изначально его часть формируется в поковку с требуемыми геометрическими параметрами, а затем ее отделяют при помощи резки. Однако, как правило, заготовки для горячей штамповки нарезают из металлического прутка.

Наибольшую эффективность штамповка деталей, предполагающая их предварительный нагрев, демонстрирует при серийном и массовом производстве. В частности, в использовании данной технологии для производства металлопродукции крупными и массовыми сериями есть целый ряд преимуществ.

  • Отходы металла, из которого производится продукция, уменьшаются.
  • Увеличивается производительность труда.
  • При помощи данной технологии можно изготавливать изделия даже очень сложной конфигурации.
  • Готовые изделия, полученные методом горячей штамповки металла, отличаются не только особой точностью геометрических параметров, но и высоким качеством поверхности.

Схема технологического процесса изготовления детали типа «шатун» методом горячей объемной штамповки

Технологический процесс горячей штамповки включает в себя большой перечень операций, выполняемых начиная с момента загрузки детали из металла в зону обработки и заканчивая выгрузкой из оборудования готового изделия. Проектирование такого процесса подразумевает соблюдение следующего алгоритма:

  • выбрать метод, по которому будет изготовляться изделие: на штампах с открытым или закрытым ручьем;
  • разработать подробный чертеж готовой поковки;
  • установить, за сколько переходов можно сделать готовое изделие;
  • для каждого перехода разработать чертеж формируемой поковки;
  • в зависимости от требуемой мощности для каждого этапа технологического процесса выбрать соответствующее оборудование и сформировать штампы;
  • перед горячей штамповкой нагреть заготовку, выбрав способ нагрева и режимы его выполнения;
  • в зависимости от требований к качеству готового изделия определить перечень финишных операций, которым будет подвергнута поковка.

На завершающей стадии разработки технологического процесса необходимо выполнить расчет его экономических и технических показателей.

Преимущества и недостатки горячей объемной штамповки

Обработка металла, выполняемая методом горячей штамповки, может осуществляться по различным технологиям, особенности реализации которых зависят от целого ряда параметров: типа используемого оборудования, геометрических параметров и материала изготовления формируемого изделия. По технологии ГОШ можно изготавливать следующие типы деталей.

В качестве таких изделий могут выступать валы различного назначения, шатуны, рычаги и другие детали подобной конструкции. Для их производства используют штамповочный пресс. Обрабатываются они методом горячей штамповки плашмя, при этом исходная заготовка подвергается операции протяжки. Заключительным этапом производства является фасонирование методом свободной ковки, выполняемое в заготовительных вальцах ковочных вальцов.

Это шестерни, фланцы, ступицы, крышки и другие детали круглой или квадратной конфигурации, отличающиеся относительно небольшой длиной. Чтобы изготовить продукцию данного типа, используют технологию осадки, которая выполняется в торец обрабатываемой заготовки. Для реализации такой технологии требуется использовать штамповочные переходы.

Примеры изделий, изготовленных методом горячей объемной штамповки

Штамповочные ручьи

При обработке предварительно нагретых изделий из стали, как и при горячей штамповке латуни, применяют штамповочные ручьи, которые могут быть:

  • протяжными (с их помощью увеличивают длину отдельных участков обрабатываемых деталей: по той части заготовки, которую необходимо удлинить, наносятся частые, но несильные удары, одновременно выполняется кантование обрабатываемой детали);
  • заготовительными (их целью является фасонирование обрабатываемой заготовки: металл перераспределяется в ее общем объеме для того, чтобы придать готовому изделию такую форму, которая обеспечивает минимальный отход материала);
  • пережимными (их выполняют для уменьшения высоты отдельного участка заготовки с одновременным увеличением его ширины);
  • подкатными (ручьи, в которых металл заготовки равномерно распределяется по ее оси, при этом увеличивается диаметр отдельных ее участков);
  • гибочными (в них заготовка поступает с изогнутой осью, формируется поковка, угол изгиба которой составляет 90°).

Этапы сложной штамповки в нескольких ручьях

К штамповочным ручьям, в которых изготовляемый элемент приобретает требуемую форму, относятся:

  • предварительные, или черновые, в которых форма обрабатываемой заготовки максимально приближается к конфигурации поковки (особенности такого ручья, который может и не использоваться при выполнении горячей штамповки, заключаются в том, что он имеет несколько увеличенную глубину, также в нем, по сравнению с параметрами чистового изделия, увеличены уклоны и радиусы скругления);
  • чистовые, в которых деталь приобретает конечную форму, но ее размеры увеличены на величину усадки металла при его остывании (поскольку в таких ручьях на заготовку необходимо оказывать максимальные усилия, располагают их в центральной части штампа).

Технологические схемы штамповки

Из используемых на сегодняшний день схем выполнения горячей штамповки следует выделить только две.

Это технологическая операция, выполняемая в штампе, зазор между подвижной и неподвижной частями которого минимален. Горячую штамповку по данной методике можно выполнять на прессах, когда выступом оснащена верхняя часть штампа, а полостью – нижняя, или на молотах, когда полость находится в верхней части рабочего инструмента, а выступающая часть – в нижней. Применение штампов данного типа требует того, чтобы объемы поковки и готовой детали точно совпадали. Штампы закрытого типа могут иметь не одну, а две плоскости разъема, располагающиеся под прямым углом друг к другу.

Штамповка в одноручьевом закрытом штампе

Между подвижной и неподвижной частями штампа для горячей штамповки открытого типа имеется специальный зазор, в который выдавливаются излишки металла, образующиеся в процессе его деформирования. Штампы открытого типа, что является их большим преимуществом, можно применять для поковок любого вида.

Схема штамповки в открытых штампах

Применение штампов закрытого типа также имеет свои преимущества, которые заключаются в следующем.

  • Готовые детали отличаются более однородной внутренней структурой и высоким качеством наружной поверхности.
  • За счет отсутствия облоя уменьшается расход металла.
  • Можно производить изделия из металлов, отличающихся невысокой пластичностью, поскольку такая обработка осуществляется под воздействием высокого напряжения и неравномерного всестороннего сжатия.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector