§ 16. Разработка технологического процесса ковки

1. Чертеж поковки составляется на основании чертежа готовой детали с учетом допусков на поковку, припусков на механическую обработку и напусков (рис. IV. 19,а). Для деталей сложной формы (с фланцами, уступами, выемками), когда длина или диаметр уступа малы по сравнению с размерами смежных участков, форма поковки упрощается. Увеличенный в таком случае припуск называется напуском.

При составлении чертежа поковки необходимо обеспечить ее технологичность. Форма поковки должна быть простой (цилиндри­ческой или плоской), следует избегать конических и клиновых по­верхностей, ребер, бобышек, выступов. При ковке надо обеспечить правильное направление волокон; они не должны пересекаться.

Размеры исходной заготовки для поковки рассчитывают с уче­том отходов на угар, прибыли, обрубки и необходимой степени уковки.

2. Выбор и последовательность операций ковки зависит от формы поковки и технических требований на нее. Для сплошных деталей

Ф120

\т 1 ш.
Ф300

ПрипискФ/°°

^Напуск

f?

ФЖЪйопуск

&

зЗ>

&

ж

а

/ИЛ

Рис. IV.19. Чертеж поковки шестерни и схема технологического процесса ковки рычага с вилкой

круглого и прямоугольного сечения (осей, валов, колонн, брусков, пластин и т. п.) общими, операциями ковки являются: протяжка, комбинация протяжки с осадкой, прошивкой, рубкой, надрубкой уступов. Для одноколенных и многоколенных валов, крюков, кроме этих операций, необходимы закручивание и гибка. Для полых деталей малой высоты (бандажи, диски, кольца) применяют осадку, комбинацию осадки с протяжкой, прошивкой, рубкой, рас­каткой на оправке; для протяженных полых деталей (цилиндры, барабаны, валы) — протяжку, комбинацию протяжки с осадкой, прошивкой, раскаткой на оправке.

: На рис. IV. 19 показана схема технологического процесса ковки рычага с вилкой (рис. IV. 19,6), включающая операции протяжки (рис. IV. 19, г, д, е, з), надрубки (рис. IV. 19, в, г, ж) и гибки (рис. IV. 19,яс).

Глава 6. Горячая объемная штамповка

§ 17. Сущность процесса и виды штамповки

1. Характеристика процесса. Объемная штамповка — процесс изготовления поковок в штампах, при котором течение металла в стороны во время деформирования ограничено поверхностями отдельных частей штампа. Рабочая полость штампа при замыкании его составных частей в конце штамповки — ручей — соответствует форме поковки.

По сравнению со свободной ковкой объемная штамповка имеет такие преимущества: 1) в 50... 100 раз большая производительность (десятки и сотни поковок в час); 2) большая однородность и точ­ность поковок (припуски и допуски на поковку в 3...4 раза меньше, чем при ковке), благодаря чему значительно уменьшается расход металла в стружку; 3) возможность получения поковок сложной формы без напусков; 4) высокое качество поверхности. На одном штампе в зависимости от сложности, материала и массы заго­товки и способа штамповки можно изготовить от 10 до 25 тыс. по­ковок.

Недостатки объемной штамповки: сложность и дороговизна инструмента-штампа (иногда нескольких), ограниченность массы поковок (0,3...100 кг, в отдельных случаях до 3 т), так как усилия деформирования при штамповке гораздо выше, чем при ковке.

Наиболее эффективна объемная штамповка в крупносерийном и массовом производствах.

2. Виды штампов и способы штамповки. Различают объемную штамповку в открытых и закрытых штампах.

В открытых штампах (рис. IV.20,а) между подвижной и непод­вижной частями штампа имеется зазор — заусеночная (или облой- ная) канавка, в которую вытекает избыточный объем металла за­готовки. Образующийся при этом заусенец (облой) затем обре­зается.

Рис. IV.20. Схемы горячей объемной штамповки и заготовительных ручьев

В закрытых штампах (рис. IV.20,6) деформирование металла протекает в закрытой полости. Штамповка происходит без обра­зования заусенца, и в этом случае расход металла меньше, но предъявляются повышенные требования к точности объема заго­товки. Микроструктура металла поковок при штамповке в закрытых штампах более благоприятна, так как волокна металла нигде не пересекаются. Штамповка в закрытых штампах позволяет полу­чить большую степень деформации и штамповать малопластйчные сплавы. Закрытые штампы могут быть с одной и с двумя плоскостя­ми разъема (рис. IV.20,e). Близкой к схеме штамповки в закрытых штампах является штамповка выдавливанием (рис. 1У.20,г).

Поковки простой формы штампуют в одноручьевых штампах — с одной полостью. Сложные поковки с резкими изменениями се­чения по длине изготовляют в многоручьевых штампах с последова­тельным деформированием заготовки в нескольких ручьях с посте­пенным приближением ее к окончательной форме поковки.

3. Ручьи штампов в многоручьевых штампах разделяют на за­готовительные и штамповочные.

Заготовительные ручьи предназначены для получения фасонной заготовки, и в них металл перераспределяется для подготовки к окончательной штамповке. В заготовительных ручьях произво­дят: осадку (обычно на плоской площадке штампа); протяжку — удлинение части заготовки 3 (рис. IV.20,d); подкатку — местное увеличение сечения заготовки за счет утонения соседних участков (рис. IV.20,e); пережим — уширение заготовки поперек ее оси; формовку — для придания заготовке формы, приближающейся к форме поковки в плоскости разъема (рис. IV.20,ж); гибку (рис. 1У.20,з); а также отрубку заготовок при штамповке из прутка.

Штамповрчные ручьи бывают черновые (предварительные) и чи­стовые (окончательные). Черновой ручей не имеет облойной канавки. Его назначение — предохранить чистовой ручей от изнашивания. Форма чернового ручья такая же, как у чистового, но радиусы за­круглений и штамповочные уклоны несколько больше. Чистовой

ручей — точное отображение поковки, но с размерами, большими на величину усадки при остывании (около 1,5 %). По периметру чистового ручья располагается канавка для облоя. Она состоит из узкого мостика 1 (рис. IV.20,a) и магазина 2. Назначение мостика — затруднить выход металла из ручья, чтобы создать в полости штампа высокое давление, и облегчить обрезку облоя.