Методическое пособие 643

Листовая штамповка

Блоки штамповочные представляют собой комплекты верхних плит и нижних оснований штампов, связанных направляющими устройствами (колонками, планками).

Блоки бывают чаще всего с двумя направляющими колонками, с диагональным, задним или осевым расположением колонок (рис. 22). Для штамповки крупных или особенно сложных и точных деталей изготовляют блоки на трех и четырех колонках.

Рис. 22. Нормализованные блоки штампов:

а— с диагональным расположением колонок, б — с задним расположением колонок, в — с осевым расположением

колонок; 1,3- направляющие колонки, 2, 4 — направляющие втулки, 5 - верхняя плита, 6 — нижняя плита

В некоторых случаях изготовляют блоки со встречной запрессовкой колонок — одна колонка запрессовывается в нижнюю плиту, другая — в верхнюю, что позволяет перета-

70

чивать штамп без разборки. Нижнюю и верхнюю плиты блоков отливают из чугуна или из стали. Направляющие колонки

ивтулки делают из низкоуглеродистой стали с цементацией

изакалкой. В крупносерийном и массовом производстве для работы на быстроходных прессах изготовляют универсальные блоки для разделительных штампов на колонках с шариковыми направляющими. По сравнению со скользящими направляющими у шариковых направляющих более легкий ход, они не нагреваются при больших скоростях штамповки, почти не изнашиваются и обеспечивают большую точность направления. Шариковые направляющие после смазки при сборке блока не требуют дополнительной смазки в течение нескольких месяцев работы.

Чтобы обеспечить независимость точности работы штампа от состояния направляющих ползуна пресса в блоках с шариковыми направляющими, применяют хвостовик с «плавающим» креплением к верхней плите.

Пакеты штампов являются верхними и нижними комплектами деталей штампов и состоят из прямоугольных (или круглых) стальных пластин, несущих пуансон, матрицу, съемник и другие детали. Пакеты являются заготовками штампа. Подобранные по размеру детали, они дают возможность быстро создать на базе нормализованного блока любой штамп, изготовив к нему пуансон, матрицу и съемник нужного профиля.

Пакеты разделительных штампов (вырубных, пробивных, последовательного действия и т. п.) изготовляют с неподвижными съемниками (рис. 23, а) и с верхним прижимом

(рис. 23,б).

Направляющие устройства. Направляющие колонки и втулки обеспечивают направление верхней части штампа по отношению к нижней и упрощают наладку штампа на прессе.

Направляющие колонки располагают в штампе таким образом, чтобы они не мешали укладке заготовок и удалению отштампованных деталей, а также не представляли опасности для рук работающего. Длину втулок (рис. 24, а) делают та-

71

кой, чтобы при верхнем положении ползуна втулка не сходила с колонки.

Рис. 23. Нормализованные пакеты штампов:

а — пакет разделительного штампа с неподвижным съемником, б — пакет разделительного штампа с верхним при-

жимом; 1, 9, 19, 20, 21 — винты, 2, 8, 17, 22 — штифты, 3, 10, 16 — подкладные плитки, 4 — пуансонодержатель, 5 — съемник, 6 — матрица, 7 — плита нижняя,

11 — матрица, 12 — планка направляющая, 13 — прижимсъемник, 14 — подкладка, 15 — пуансонодержатель, 18 — колонка

Чаще всего применяют гладкие цилиндрические колонки одинакового диаметра в запрессовываемой и направляющей части (рис. 24, б).

Для крупных штампов и в тех случаях, когда целесообразно выполнять спаренное растачивание отверстий под колонки и втулки одновременно в верхней и нижней плитах штампа, применяют ступенчатые колонки (рис. 24, в).

72

Рис. 24. Направляющие детали штампов: а —втулка,

б— гладкая колонка, в — ступенчатая колонка,

г— шариковый узел

Вэтом случае диаметр запрессовываемой части колонки должен соответствовать наружному диаметру направляющей втулки. Такой способ обеспечивает более точное направление верхней части штампа по отношению к нижней, упрощает и ускоряет выполнение работ по изготовлению отверстий под направляющие детали.

Вштампах для деталей, изготовляемых с большой точностью, штампах на быстроходные прессы, с вставками из твердых сплавов, а также в зачистных штампах применяют шариковые направляющие устройства, обеспечивающие плавный ход и беззазорное направление (рис. 24, г).

Шариковые направляющие узлы могут быть установлены как в верхней, так и в нижней плите блока. Чтобы можно было затачивать зеркало матрицы или рабочий торец пуансона без разборки штампа, шариковые направляющие устанавливают попарно: один в верхней плите, другой — в нижней.

Горячая штамповка, молоты штамповочные

На данный момент штамповка (объемная) выполняется по технологическому процессу, отличающемуся существенным разнообразием. Конкретная его схема определяется используемым оборудованием, выбором изделия, которое

73

необходимо получить, формой поковки. По форме поковки могут быть:

1.удлиненными: рычаги, всевозможные валы, шатуны и так далее. Их штампуют плашмя (исходная заготовка протягивается). Обязательно нужно перед окончательной штамповкой произвести фасонирование заготовки свободной ковкой, в заготовительных ручьях, на ковочных вальцах.

2.круглыми в плане (диски): фланцы, шестерни, крышки, ступицы и другие квадратные либо круглые поковки

сотносительно малой длиной. Их штампуют по технологии осадки (с использованием штамповочных переходов) в торец начальной заготовки.

Для ГОШ применяются следующие виды ручьев:

3.протяжные: дают возможность увеличить протяженность отдельных зон заготовок (добиваются этого снижением площади их сечения посредством слабых частых ударов

содновременным кантованием);

4.заготовительные: с их помощью в штампах производится фасонирование, под которым понимают перераспределение в заготовке металла, позволяющее получить такую форму, которая бы обеспечила небольшое количество отходов материала;

5.пережимные: позволяют за несколько ударов снизить в местах, где требуется уширение, вертикальную величину заготовки;

6.подкатные: применяются для одинакового распределения металла в поковке и вдоль оси заготовки за счет увеличения (местного) диаметра последней;

7.гибочные: используются в тех случаях, когда поковка характеризуется осью изогнутого вида, из такого ручья поковка поступает в следующую зону обработки с 90градусным поворотом.

Непосредственно же к штамповочным относят следующие типы ручьев:

Предварительный (у профессионалов он именуется черновым). Ручей необходим для того, чтобы поковки и заго-

74

товки сложной формы были максимально идентичны друг другу. Он описывается меньшими поперечными параметрами, немного большей глубиной, увеличенными уклонами и радиусами скругления по сравнению с чистовым ручьем. Предварительного ручья может и не быть.

Чистовой. Он дает возможность получить готовую горячую поковку, которая по своим размерам крупнее на показатель усадки холодной поковки. В чистовом ручье в процессе ГОШ отмечаются максимальные усилия, поэтому он находится в центре штампа. Тип штампа устанавливает процесс течения металла. По типу и принято классифицировать схемы штамповки. Их всего две:

В закрытых штампах. При деформировании полость штампа находится в закрытом состоянии. Зазор между неподвижной и подвижной зонами штампа характеризуется минимальными размерами, которые остаются в процессе ГОШ неизменными. Вариант устройства закрытого штампа определяется видом штамповочной установки. Чаще всего верхняя часть штампа имеет выступ, а нижняя – полость (штамповка на прессах). Другой вариант (штамповка на молотах) – выступ в нижней части, полость в верхней. При использовании таких штампов очень важно следить за идентичностью объемов поковки и заготовки. Если не соблюдать данного требования, углы полости не будут заполняться металлом (при его недостатке), или же высота поковки получится больше запланированной при избытке металла. Отметим, что штамп закрытого вида может иметь две плоскости разъема, которые перпендикулярны друг другу. Кроме того, заготовки нужно отрезать очень точно, чтобы штамповка проходила по оптимальной схеме. Закрытые штампы тоже имеют следующие преимущества:

1. структура поковок является более благоприятной (волокна не перерезаются в облой в точке вытекания металла, а обтекают поковочный контур), благодаря чему достигается уникальная точность поверхности деталей, для которых впоследствии не применяются никакие виды шлифования;

75

2.так как облоя при такой схеме нет, расход металла значительно снижается;

3.есть возможность получать сплавы с малым показателем пластичности и с более высоким уровнем деформации, которая выполняется при высоких напряжениях неравномерного всестороннего сжатия.

В открытых штампах. Они имеют переменный зазор, в который вытекает облой (некоторый объем металла). Он позволяет заполнить полость полностью остальным металлом, так как перекрывает выход из полости. Также в облой попадают излишки металла на конечной стадии процесса деформирования (это снижает запросы к точности заготовок по весу). Штамповка в открытых штампах выполняется в четыре стадии: осадка заготовки, соединение стенок штампа с заготовкой, вытекание "лишнего" металла в канавку при его обжатии и удаление из полости избыточного металла. Достоинством открытых штампов можно считать то, что в них производят любые виды поковок.

Рис. 25. Штампы для горячей объемной штамповки на молотах: а) открытый штамп; б) закрытый штамп 1 – верхняя часть штампа; 2 – нижняя часть штампа; 3 – ручей; 4 – заусенец; 5 - мостик

76

Кривошипные горячештамповочные прессы

Штамповка на КГШП целесообразна при массовом производстве поковок сложной формы (рис. 26). Особенностью штамповки поковок на прессах является в основном продольное течение металла по направлению движения пуансона.

Рис. 26. Прессовые поковки

Скорость деформации металла на кривошипном прессе ниже, чем на молоте, что создает более благоприятные условия для штамповки высокопрочных, жаропрочных сплавов. Подкатку и протяжку на прессах не производят.

Если эти операции требуются, то они выполняются предварительно либо на молоте, либо на ковочных вальцах, ротационно-ковочных машинах, или используется периодический прокат.

Наиболее распространенными операциями при прессовой штамповке являются осадка, прямое и обратное выдавливание, прошивка, пережим.

77

Штамповка на КГШП производится в штампах закрытого или открытого типа (рис. 27) с выталкивателями. Плоскость разъема штампа лучше располагать вблизи верхнего торца поковки, так как металл лучше заполняет нижнюю часть ручья.

Штампы не должны смыкаться, поэтому облойную канавку делают открытой.

Рис. 27. Штампы для горячей объемной штамповки на КГШП

Вопросы для самоподготовки

1.В каких случаях применяют горячую штамповку?

2.Преимущества и недостатки молотов штамповочных?

3.В каких случаях применяют листовую штамповку?

4.Что понимают под определением «штамповочные блоки»?

78

РАЗДЕЛ 3. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

ЛЕКЦИЯ № 7

ГРУППОВАЯ ОБРАБОТКА – ОСНОВА ОРГАНИЗАЦИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Теоретическиевопросы

7.1.Групповая обработка

7.2.Сравнение методов типизации ТП и групповой

обработки

7.3.Основы автоматизации кузнечно-штамповочного производства

7.1.Групповая обработка

Вусловиях мелко- и среднесерийного производства при изготовлении деталей небольшими партиями возникают большие потери времени, связанные с переналадкой станков при переходе от изготовления одной детали к другой. В этих условиях целесообразно использовать групповой метод обработки, предложенный проф. С.П. Митрофановым.

Воснове метода лежит технологическая классификация заготовок, позволяющая сформировать группы изделий с последующей разработкой технологии их групповой обработки без переналадки или с минимальной переналадкой оборудования.

Основным признаком при объединении заготовок в группы является общность обрабатываемых поверхностей или их сочетаний, при этом в состав группы часто входят заготовки различной конфигурации. В этом смысле понятие

79