книги из ГПНТБ / Мошнин Е.Н. Технология штамповки крупногабаритных деталей

Е. Н. М О Ш Н И Н

ТЕХНОЛОГИЯ

ШТАМПОВКИ

КРУПНОГАБАРИТНЫХ Д Е Т А Л Е Й

Мо с к в а

„М А Ш И Н О С Т Р О Е Н И Е "

19 73

Мошнин Е. Н. Технология штамповки крупногабаритных де­ тален. М., «Машиностроение», 1973, 240 с.

В книге изложены основы теории и расчета процессов и тех­ нологии штамповки крупногабаритных деталей, изготовляемых из ЛИСТОВ.ЫХ заготовок. Освещены вопросы моделирования техноло­ гических процессов обработки металлов давлением, оценки штампуемости толстолистового металла, интенсивности охлаждения листо­ вых заготовок на воздухе и в штампе.

Рассмотрены принципиальные конструкции штампов для круп­ ногабаритных листовых детален и описано кузнечио-прессовое обо­ рудование, применяемое для горячей листовой штамповки.

Книга предназначена для инженерно-технических работников машиностроительных предприятий, научно-исследовательских и про- ектно-конструкторских институтов и бюро, а также может быть полезна студентам машиностроительных институтов, специали­ зирующихся в области обработки металлов давлением.

Табл. 16. Ил. 115. Список лит. 82 назв.

Р е ц е н з е н т канд. техн. наук Б. Н. Шевелкин

3123-090 о п „

© Издательство «Машиностроение», 1973 г.

тяного машиностроения оснащены мощными листоштамповочными

повкой на прессах является наиболее распространенным, универ­ сальным и производительным видом штамповки по сравнению со штамповкой взрывом и формовкой на обкатных машинах.

Существенным недостатком штамповки на прессах крупно­ габаритных деталей при мелкосерийном производстве, к кото­ рому относится производство котлостроительных заводов и заводов химического и нефтяного машиностроения, является большая стоимость штампов. В связи с этим особое значение имеет пра­ вильный выбор технологического процесса и конструкции штампа, применение групповых методов штамповки и использование уни­ версальных штампов, а также предварительное опробование выбранного процесса штамповки на модельных штампах.

Научно обоснованное решение перечисленных задач проекти­ рования технологии штамповки возможно, естественно, только на основе результатов теоретических исследований и обобщения практического опыта.

Теоретические и экспериментальные исследования по листовой штамповке выполнялись в основном применительно к холодной штамповке тонкостенных деталей, и особое внимание в них уделялось анализу процессов глубокой вытяжки протяженных цилиндрических деталей и формовке автомобильных облицовочных элементов.

Особенность штамповки толстолистовых заготовок по сравне­ нию со штамповкой тонколистовых заготовок заключается в сле­ дующем:

а) формоизменение заготовок осуществляется преимущественно в горячем состоянии;

б) толстолистовой прокат имеет пониженные пластические свойства и большие (до нескольких миллиметров) допуски по толщине;

в) детали имеют специфическую форму, и к ним предъявляются во многих случаях весьма высокие требования по прочности и надежности;

г) характер производства мелкосерийный при большой номенк­ латуре деталей;

д) заготовки крупногабаритные, тяжелые, подаются к прессу в горячем состоянии посредством грузоподъемных средств, по­ этому особое значение приобретает обеспечение условий для быстрого заведения заготовки в штамп и ее центрирование в нем, а также удаление заготовки из штампа. По этой же причине весьма нежелательно применение штамповки за несколько переходов с промежуточными подогревами и повторными заведениями за­ готовки в штамп.

4

В соответствии с указанным целесообразно (чтобы сварные швы были стыковыми и при этом прямолинейными или кольце­ выми) патрубки и штуцера выполнять отбортовкой за одно целое с корпусом, что позволяет устранить угловой шов и вынести свар­ ной стык на некоторое расстояние от корпуса или совсем избе­ жать сварного стыка.

На цилиндрических поверхностях особенно нежелательны сварные швы, располагаемые вдоль образующей и являющиеся менее прочными, чем кольцевые швы.

Так как при штамповке деталей из листовых заготовок про­ исходят местные утолщения и утонения стенок заготовки, то

Рис. 1. Основные типы штампуемых крупногабаритных осеснмметричных дета­ лей:

а — эллиптическое дннще; б — сферическое днище с отбортованным отверстием; в — тарельчатое дннще; г — коническое дннще отбортованное; 3 — плоское отбортованное дннще; е — полулннэа компенсатора; ж — половинка заготовки штампо-сварного от­ вода

следует выбирать технологический процесс таким, чтобы утолще­ ние стенки было в более напряженном месте и на свариваемых кромках, а утонение стенки в менее напряженном месте.

Основной особенностью производства крупногабаритных штам­ пованных деталей в котлостроении, химическом и нефтяном машиностроении является серийный и мелкосерийный характер производства даже при наличии широкой отраслевой специали­ зации заводов и нормализации деталей.

Это объясняется, в первую очередь, большой номенклатурой крупногабаритных толстолистовых деталей, требующихся для производства технологического оборудования. Так, например (ГОСТ 6533—68), на эллиптические днища предусматривается около 350 типоразмеров днищ диаметром, большим 500 мм.

Наиболее распространенные типы штампуемых крупногаба­ ритных толстостенных осеснмметричных деталей приведены на рис. 1. Особо крупногабаритные детали выполняют сварными из штампованных элементов (рис. 2).

Кроме стандартизованных эллиптических днищ на заводах изготовляют днища и других форм (см. рис. 1, 38 и 45), а также детали более сложной формы.

8

Толстостенные детали в большинстве случаев штампуют в го­ рячем состоянии, так как с увеличением толщины листового проката пластические свойства металла снижаются. Например, на практике установлено, что эллиптические днища толщиной стенки более 15 мм, формообразование которых протекает со значительными деформациями, следует изготовлять горячей штам­ повкой.

Детали из многих специальных сталей и сплавов получают только горячей штамповкой вследствие недостаточной пластич­ ности -или для предупреждения склонности к межкристаллитной

Рис. 2. Штампо-сварные изделия:

а — эллиптическое днище; б — сферическое дннще; в — половина сферического корпуса

коррозии. При этом следует учитывать, что высокотемпературная термическая обработка (нормализация, стабилизация, аустенизацня) нежелательна, так как вызывает коробление отштампован­ ных деталей и необходимость последующей правки.

Кроме того, применение горячей штамповки во многих слу­ чаях определяется необходимостью снижения потребного усилия дпя обеспечения возможности проведения штамповки на име­ ющемся оборудовании.

Однако следует иметь в виду, что наблюдается тенденция при­ менять и холодную штамповку для получения более толстых заготовок, в частности, заготовок толщиной до 30—40 мм из низкоуглеродистых и аустенитных сталей.

В последнее время также важное значение приобрело получе­ ние деталей штамповкой без последующей правки, которая весьма трудоемка, а сопровождающий ее местный нагрев детали суще­

полусферических медных котлов для варки пищи, осуществля­ лась издавна горячей выколоткой на песчаной постели.

Горячая выколотка широко применялась в машиностроении до начала этого века, а разновидность горячей выколотки— формовка в горячем состоянии на жесткой постели посредством ваг и кувалд (плитовые работы) использовалась на некоторых судостроительных заводах при изготовлении элементов обшивки судов и в более поздний период.

9