Типовые технологические процессы штамповки на молоте

ПЛАН ЛЕКЦИИ:

1. Оптимизация формоизменения при штамповке удлиненных поковок.

2. Построение расчетной заготовки и эпюры сечений.

3. Определение переходов штамповки.

4. Приведение сложной расчетной заготовки к элементарному виду.

1. Оптимизация формоизменения при штамповке удлиненных поковок

Удлиненные в плане поковки получают поперечной штамповкой. Назначение заготовительных ручьев состоит в перераспределении металла вдоль оси заготовки. Чтобы осуществлять оптимизированное формоизменение, необходимо выявить такую форму фасонной заготовки, которая обеспечила бы заполнение окончательного ручья без перемещения металла вдоль оси заготовки при минимальном отходе в облой.

Для уменьшения объема облоя в реальных процессах штамповки необходимы высокая точность расчетного объема заготовки, высокая степень предварительного фасонирования, наиболее позднее начало истечения металла в облой. Чем позже металл начинает вытекать в облой, тем больше его тормозящее действие.

Всякое уменьшение объема облоя должно сопровождаться уменьшением объема заготовки. Только тогда можно обеспечить экономию металла.

Средние потери металла на облой составляют 16…18 % от массы металла, используемого на поковки. Эти отходы составляют сотни тонн металла. Сокращение потерь металла на облой за счет повышения точности объема заготовки позволит сэкономить несколько процентов от всей штампуемой стали.

Для определения рациональной формы заготовки используют построение расчетной заготовки и эпюры сечений.

2. Построение расчетной заготовки и эпюры сечений

Расчетной называется заготовка в виде тела вращения, поперечные сечения которой равняются суммарной площади соответствующих сечений поковки и облоя. Площади каждого характерного сечения приравниваются площади круга и определяются соответствующие диаметры .

,

где - площадь поперечного сечения расчетной заготовки в произвольном месте;

- площадь поперечного сечения поковки в произвольном месте;

- площадь сечения облоя;

- площадь сечения облойной канавки;

- коэффициент, характеризующий степень заполнения облойной канавки.

, .

Получив ряд значении для характерных сечении поковки, отложив отрезки диаметров на линиях этих сечений симметрично по отношению к оси, и соединив полученные точки отрезками прямых и плавными кривыми, получим чертеж расчетной заготовки или эпюру приведенных диаметров.

Отложив в масштабе М по ординатам величины характерных сечений в виде отрезков

,

и соединив концы этих отрезков, получим эпюру сечений расчетной заготовки.

Эпюрой сечений называют диаграмму, каждая ордината которой в определенном масштабе М представляет собой соответствующую площадь поперечного сечения расчетной заготовки.

Если площадь отдельных элементов эпюры сечений помножить на принятый масштаб М, то будет получена величина объемов соответствующих элементов расчетной заготовки:

,

где - объем любого искомого элемента расчетной заготовки;

- площадь эпюры сечений соответствующего элемента.

Объем расчетной заготовки равен объему поковки с облоем:

.

Средней расчетной заготовкой называется цилиндрическая заготовка диаметром и длиной, равной длине поковки. Объем ее равен сумме объемов поковки и облоя:

,

где - площадь поперечного сечения эпюры сечений;

- объем эпюры.

Площадь поперечного сечения расчетной заготовки и можно определить:

, .

Объем средней расчетной заготовки и ее диаметр можно определить, пользуясь эпюрой сечений:

, .

Площадь сечения средней расчетной заготовки определится

.

При этом в направлении оси эпюр (абсцисса) принят масштаб 1:1.

Часть расчетной заготовки, в пределах которой (и соответствующая часть эпюры сечений) называется головкой. Часть расчетной заготовки, в пределах которой (и соответствующая часть эпюры сечений) называется стержнем.

Разница между объемом головки и объемом средней расчетной заготовки в пределах головки называется недостающим объемом головки :

.

При этом находят как объем тела вращения.

Разница между объемом средней расчетной заготовки в пределах стержня и объемом стержня называется избыточным объемом .

, ,

где - объем стержня, определяется как объем тела вращения.

Если для поковок, имеющих отверстия иди выемки, форма головки получает резкие очертания, то такую головку надо привести к плавной форме из учета сохранения ее объема. Эту корректировку следует выполнять на эпюре сечений, приравнивая между собой прибавляемые и отбрасываемые участки. Определив таким путем приведенную наибольшую высоту эпюры, можно найти и соответствующий диаметр расчетной заготовки:

.

Уклон (конусность) стержня определяется по расчетной заготовке

,

если контур стержня состоит из ломаной линии, кривой линии или стержень имеет выступы, то для нахождения размера диаметра расчетной заготовки при переходе стержня в головку нужно привести стержень к виду усеченного конуса, пользуясь формулой:

,

где - наименьший диаметр расчетной заготовки.

Часто величину удобнее определять, пользуясь эпюрой сечении:

.

Стержень эпюры можно привести к форме трапеции и тогда определится по формуле:

,

где - площадь стержня эпюры.

Заготовка, содержащая только одну головку с односторонним расположением стержня, называется элементарной расчетной заготовкой. Ей соответствует элементарная эпюра сечений.

Сложной называется такая расчетная заготовка, которая содержит одну головку и двусторонний стержень или две и более головок. Соответственно имеет место сложная эпюра сечений.

Построение расчетной заготовки и эпюры сечений для поковок с изогнутой осью и их разновидностей производится по развертке (для поковок плавных форм) или по элементам (для поковок с резкими очертаниями).