4.3.5. Об'ємне штампування

Об'ємним штампуванням називають такий спосіб оброб­ки металів тиском, внаслідок якого заготовка, поміщена в ро­бочу порожнину спеціального інструмента — штампа — плас­тично деформується, набуваючи конфігурації та розмірів поро­жнини. Очевидно, що жорсткі стінки робочої порожнини шта­мпа надійно обмежують переміщення оброблюваного матеріалу й забезпечують йому задану геометрію. Об'ємне штампування широко використовують лише у серійному й масовому вироб­ництвах з огляду на високу вартість штампа.

Штамп переважно складається з двох частин: нерухомої нижньої 1 (рис. 4.3.9) і рухомої верхньої 3. Кованку 2 простої конфігурації виготовляють у однорівчакових штампах, що ма­ють одну спільну робочу порожнину — рівчак. Конфігурація робочої порожнини такого штампа геометрично подібна до кон­фігурації кованки, а розміри більші за розміри кованки на ве­личину лінійної усадки оброблюваного матеріалу. Лінійна усадка для сталі в середньому становить 1,5 %. Щоб виготовити кован­ку, виймають вихідну заготовку з печі, кладуть її в нижню частину штампа й верхньою його частиною створюють тиск, внаслідок чого заготовка набуває конфігурації порожнини штам­па. Після цього штамп розкривають і виймають кованку.

Кованки складної конфігурації виготовляють у багаторівча-кових штампах. У них заготовку послідовно деформують у кож­ному рівчаку, наближаючи її форму й розміри до форми й роз­мірів кованки.

Штампи бувають відкриті й закриті.

У площині рознімання відкритих штампів вздовж зовніш­нього контура робочої порожнини зроблено спеціальний рівчак, куди витісняється надлишковий метал заготовки 4 через вузь­ку щілину, утворюючи облой. Вузька щілина заважає виходові металу в рівчак і сприяє доброму заповненню робочої порожни­ни. Крім цього, облой зм'якшує удар між половинами штампа. Облой відокремлюють у спеціальних штампах. Відходи металу з облоєм в середньому становлять 20...25 % від маси кованки. Щоб полегшити виймання кованки зі штампа, її бічні поверх­ні повинні мати нахили під кутом 3, 7 або 10°. Для кращого заповнення порожнини штампа поверхні, що перетинаються, повинні мати радіуси заокруглень.

Отримати наскрізний отвір у штампі одразу не вдається. Тому спочатку роблять заглибини з обох боків кованки в напрямку удару, а потім в іншому штампі остаточно пробивають отвір. Припуски на подальшу обробку різанням призначають переваж­но в місцях спряження з іншими деталями. Заготовками для об'ємного штампування є порізані вальцівки круглого, квадрат­ного або прямокутного перерізу, а також зі спеціально виготов­леного періодичного профілю.

У закритих штампах відсутні рівчаки для облою. Тут об'єм заготовки повинен дорівнювати об'ємові робочої порожнини штампа, у зв'язку з чим ускладнюється виготовлення загото­вок, проте значно заощаджується метал й відпадає потреба в обрізних пресах і штампах для облою.

Розрізняють холодне й гаряче об'ємне штампування. Холодне штампування виконують не нагріваючи метал. Так виготовляють невеликі кованки, що характеризуються більш точними розмірами, якістю поверхні й деформаційним зміц­ненням.

Під час гарячого штампування завдяки нагріванню загото­вок витрачають менше енергії на деформацію. Отримані кован­ки мають менш точні розміри й гіршу якість поверхні, внаслі­док утворення окалини.

Об'ємним штампуванням виготовляють вироби зі сталей, кольорових металів та їх сплавів у великосерійному й масово­му виробництвах для автомобілів, тракторів, сільгоспмашин, вагонів, верстатів, літаків.

Переваги об'ємного штампування перед куванням:

• можливість виготовлення кованок складної конфігурації;

• значно вища продуктивність праці;

• істотне заощадження металу внаслідок зменшення при­пусків на механічну обробку;

— можлива нижча кваліфікація робітників. Недоліки:

• обмежена маса кованок до кількохсот кілограмів і рідко до кількох тонн;

• висока вартість штампів.