3. Штамповка в закрытых штампах

На горизонтально-ковочных машинах штампуют главным образом алюминиевые и титановые сплавы. Максимальная длина прутка, которую можно высадить за один ход машины без дефектов, зависит от диаметра высаживаемого прутка и определяется коэффициентом .

При высадке заготовок из алюминиевых и титановых сплавов необходимо соблюдать следующие соотношения длин и диаметров:

а) при высадке заготовок с ровным торцом, в матрице, без ограничения уширения при мм ; при 30…50 мм ; при мм ;

б) при высадке заготовок с наметкой под прошивку или с неровным торцом при мм ; при 30…50 мм ; при мм .

Степень деформации за один переход не должна превышать 50 %.

При штамповке поковок с отверстиями используются три основные схемы прошивки:

- прошивка за счет раздачи металла в стороны;

- прошивка со встречным течением металла (обратное выдавливание);

- прошивка, объединяющая в себе элементы деформирования по схемам 1 и 2, когда на первой операции высаживается бурт.

Прошивку производят пуансоном с коническим или сферическим торцом. В начальный момент одновременно с внедрением пуансона происходит осадка заготовки до тех пор, пока вызываемые сжимающие напряжения станут меньше сопротивления осадки непрошитой части заготовки. После этого происходит раздача металла в стороны с течением его навстречу пуансону в конечный период прошивки.

При разработке чертежа поковки на обрабатывающие поверхности назначают припуск, величина которого определяется в зависимости от чистоты поверхности по таблицам. Допуски на размеры поковки назначают также по таблицам, приведенным в справочнике «Ковка и штамповка цветных металлов и сплавов». Допускаемые искажения формы (смещение, разностенность, эллиптичность и т. д.) устанавливаются аналогичными стальным поковкам.

Величина штамповочных уклонов зависит от соотношения размеров отдельных конструктивных элементов и характера их формообразования. При высадке в матрице поковок без буртов наружным поверхностям штамповочные уклоны не придаются. При оформлении в пуансоне наружный штамповочный уклон принимают: для = 0.3…2.2 , при = 2.2…4.2 . Элементы поковки, получаемые истечением, выполняют без штамповочных уклонов или с уклоном в при глубоких полостях.

При конструировании штампов зажимной ручей обычной конструкции, принятой для стали, не обеспечивает требуемого зажима заготовки из алюминиевого сплава. Применение его приводит к перемещению металла в осевом направлении в процессе высадки, вследствие чего имеет место неполное оформление поковки. Во избежание проскальзывания заготовки в осевом направлении помимо зажимной части ручья применяют упор в клещи или в стенку матрицы с использованием специальной оправки.

Цветные металлы и сплавы штампуют преимущественно из штучных заготовок. Основными операциями, осуществляемыми при штамповке на ГКМ, являются высадка, закрытая прошивка, а также различные комбинации этих операций. Кроме того, применяется прямое выдавливание, как сплошных элементов поковок, так и пустотелых. ГКМ можно использовать также для получения заготовок под дальнейшую штамповку на молотах и прессах.

В ГКМ применяют следующие виды ручьев: наборные, формовочные, формовочно-прошивные, ручьи для выдавливания, пробивные, обрезные, специальные. Зажимные, пережимные и отрезные участки ручьев могут присутствовать в наборных и формовочных ручьях. Штампы ГКМ, как правило, многоручьевые. Исходным материалом служит круглый, реже квадратный пруток. Для штамповки полых заготовок иногда применяют цельнотянутые трубы.

Штамповку выдавливанием цветных сплавов можно производить на кривошипных, гидравлических и винтовых фрикционных прессах. Непосредственно выдавливанием получают стержневые элементы поковок. Утолщенные элементы получают или одновременно в окончательной форме, или требуют для окончательного оформления дополнительного перехода. Выдавливание часто применяют в комбинации с другими способами штамповки.

При разработке технологического процесса необходимо установить оптимальный скоростной режим истечения металла. Необходимое сочетание и характер переходов обуславливаются формой и размерами поковок. Сплошные поковки типа стержня с утолщением получают обычно в один или два перехода. При штамповке в два перехода на первом переходе получают стержень и предварительную форму утолщения, а на втором – утолщение оформляется окончательно.

Рабочие части штампов для выдавливания всегда выполняют в виде вставок, закрепляемых в державках. Обязательным элементом является выталкиватель. При прямом выдавливании обычно применяется только нижний выталкиватель, при выдавливании комбинированным способом необходим также и верхний.

Закрытой прошивкой получают полые поковки. Закрытая прошивка с течением металла навстречу пуансону будет происходить тогда, когда металл первоначально полностью заполняет нижнюю часть матрицы. Этот способ возможен при любых отношениях диаметра поковки пуансона к диаметру матрицы. Прошивка с раздачей металла в сторону возможна тогда, когда площадь поперечного сечения заготовки будет равна площади кольцевого промежутка между головкой пуансона и матрицей. Однако невозможно осуществить процесс прошивки с раздачей металла в стороны в чистом виде (без изменения высоты заготовки) в течение всего процесса. Это объясняется тем, что под действием пуансона сначала будет происходить не только прошивка заготовки, но и ее осадка, а затем будет наблюдаться подъем и течение металла навстречу пуансону. В конце при соблюдении необходимых соотношений высота прошитой заготовки станет равной высоте исходной.

Штамповку в закрытых штампах с разъемными матрицами осуществляют преимущественно на гидравлических и винтовых фрикционных прессах. Применение разъемных матриц значительно расширяет номенклатуру поковок. Используются штампы с вертикальным и горизонтальным разъемом матриц.