4. Конструкции секторных штампов. Построение профиля ручьев

После определения длины и центральных углов на отдельных участках ручьев производят построение продольного профиля ручьев вальцовочных штампов.

Продольный профиль ручья с постоянной глубиной ручья по дну выреза на данном участке выполняется по дуге окружности с центром , совпадающим с центром вращения валков. Радиус дуги окружности ручья определяется

. (19)

Продольный профиль ручья на участках с непостоянной глубиной ручья, т.е. на участках, соответствующих клиновидной форме вальцованной заготовки, строят следующим образом: вначале определяют радиусы и на границах этого участка, а затем определяют радиусы в точках ручья, расположенных под углами, соответствующими и центрального угла данного участка, и через полученные точки проводят дугу окружности радиусами, из одного или двух центров и и т.д.

Продольный профиль ручья на переходных участках выполняется прямыми линиями, которые сопрягаются с продольным профилем других участков радиусами = 5-30 мм, определяемыми конструктивно.

Формы и размеры заходной части ручья соответствуют форме и размерам исходной заготовки, а переход от торца сектора штампа до первого участка делают прямыми линиями. Кромки заходной части ручья штампа округляют радиусом = 5-10 мм.

В зависимости от длины вальцуемой заготовки вальцовочные штампы выполняются либо секторными, когда центральный угол рабочей части штампа не превышает 180°, либо кольцевыми, когда угол 180°. Как правило, каждый ручей распола­гается на отдельном секторе или кольце. Угол принимают равным 90, 120 и 180°. Ширина выбирается из учета возможности размещения и закрепления комплекта на валках ковочных вальцов. Минимальная ширина может быть принята на 4-5 мм больше максимальной ширины ручья. Наружный диаметр сектора-штампа принимается равным межцентровому расстоянию валков , внутренний - диаметру консоли рабочих валков.

Ограничивающими условиями интенсификации обжатий при вальцовке является проскальзывание заготовки в ручьях вальцовочных штампов, а также потеря устойчивости, т.е. скручивание или продольный изгиб заготовки относительно ее оси. Для устранения проскальзывания заготовки в процессе вальцовки необходимо применять технологические захваты, т.е. выступы определенной формы, сделанные на поверхности ручьев штампа с шагом, не превышающем длины дуги захвата.

В первом ручье технологические захваты делают через каждые 15-17°, во втором ручье - через 20-23°. Количество технологи­ческих захватов на участке ручья с центральным углом и центральным углом , соответствующим длине одного захвата, определяется по формуле:

. (20)

Максимальная высота технологического захвата в зависимости от высоты заготовки и глубины выреза ручья определяется по соотношению

. (21)

По ширине ручья высота технологического захвата изменяется от максимального значения в середине ручья до нуля при выходе на поверхность наружного диаметра вальцовочного штампа.

Радиусы сопряжений ( ) технологических захватов принимают

; . (22)

Фиксацию заготовки можно осуществлять двумя способами: по заднему упору - до соприкосновения с ним заднего торца заготовки и по переднему упору с помощью ограничителя, закрепленного на клещах. Для каждой заготовки клещи изготовляют в комплектации с секторами-штампами.

Основными факторами, влияющими на получение требуемых по расчету размеров вальцованной заготовки, является: износ подшипников, пружинение валков, неточность в учете пружинения, колебания нагрева, различное состояние поверхности ручьев.

ОСОБЕННОСТИ ШТАМПОВКИ ПОКОВОК ИЗ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

ПЛАН ЛЕКЦИИ:

1. Виды сплавов, их характеристика.

2. Штамповка в открытых штампах.

3. Штамповка в закрытых штампах.

1. Виды сплавов, их характеристика

Цветные сплавы, применяемые для изготовления поковок, подразделяются на 4 группы. Первую группу составляют алюминий и его сплавы, которые относятся к числу легких сплавов, обладают высокой теплопроводностью, электропроводностью, коррозионной стойкостью. Алюминиевые сплавы, применяемые для горячей штамповки, делятся на:

а) сплавы мягкие, термически неупрочняемые - АМц, АМг, = 200…300 МПа;

б) сплавы средней твердости, термически упрочняемые - Д1, Д16, АК4, АК6, = 350...420 МПа;

в) сплавы высокой прочности с пониженными технологическими свойствами – АК8, В95, = 450...520 МПа.

Вторую группу составляют магниевые сплавы, также относящиеся к числу легких. Для горячей штамповки применяют МА2, МА3, МА5, ВМ65, = =240...350 МПа.

Третью группу составляют медь и медные сплавы, коррозионно-стойкие, высокоэлектропроводные, теплопроводные:

а) медь, = 220...240 МПа (отожженное состояние), = 450 МПа (неотожженное состояние);

б) бронзы ( ), содержащие от 4 до 22 % примесей, = 300...600 МПа (отожженное состояние), = 1000 МПа (неотожженое состояние);

в) латуни, = 240...420 МПа (отожженное состояние), =400...700 МПа (неотожженое состояние).

Четвертую группу составляют титан и его сплавы, характеризующиеся высокой удельной прочностью, коррозионной стойкостью, жаропрочностью, = 550…700 МПа (технический титан), = 700...1150 МПа (сплавы титана).

При составлении чертежа поковки припуски на механическую обработку определяют в зависимости от требований, предъявляемых к чистоте поверхности и точности размеров.

Допуски принимают на 25 % меньше по сравнению с допусками на поковки из стали. При изготовлении поковок из цветных сплавов для снижения массы детали напуски удаляют механической обработкой. Напуски могут быть в виде уклонов, закруглений и утолщений отдельных элементов поковки. Величина уклонов зависит от конфигурации поковки, размеров, от материала, от наличия выталкивателей. При отсутствии выталкивателей наружные уклоны составляют 5...12, внутренние - 5...15°, с выталкивателями - наружные уклоны 1...3, внутренние 1.5...5°.

Величины радиусов закруглений зависят от размеров элементов поковки, сопрягаемых с закруглениями. Внутренние радиусы по условию течения металла в процессе деформирования должны быть значительно больше наружных.

Поковки из цветных металлов к сплавов характеризуются наличием более тонкого полотна, которое в зависимости от конфигурации поковки может быть открытым и закрытия. Толщина закрытого полотна на 10...15 % больше открытого. Толщина полотна может быть определена с использованием следующей зависимости:

,

где — коэффициент, = 0.02 ... 0.03; — площадь проекции поковки на плоскость разъема, м².

Для облегчения течения металла предусматриваются углы наклона полотна в закрытых сечениях, имеющих значительное расстояние между ребрами .

Высота ребер задается при конструировании поковки, толщина – зависит от высоты, расстояния между ними:

,

где - коэффициент, = 0.12 ... 0.4; - высота ребра; - толщина ребра.

Изготовление поковок из цветных металлов и сплавов из-за узкого температурного интервала деформаций, как правило, осуществляется в одноручьевом штампе. Форма исходной заготовки приближается к форме поковки. Нужная конфигурация заготовки может быть получена заготовительным профилированием на других видах оборудования. Расчет размеров исходной заготовки производится в зависимости от принятого способа, которым осуществляется ее профилирование, при изготовлении поковок осадкой в торец необходимо выполнять условие:

.

Чтобы избежать образования микротрещин на торцах заготовок из легких сплавов, их подвергают разделке на дисковых пилах, токарных станках, на специальных фрезерно-отрезных станках-автоматах. Заготовки из титановых сплавов можно получать на кривошипных ножницах.