35. Горячая объёмная штамповка

Горячая объёмная штамповка является одним из способов обработки давлением, при котором свободное течение металла ограничивается поверхностями полости штампа. Металл заполняет полость (ручей) штампа, которая имеет форму изделия. Горячая объёмная штамповка широко используется в машиностроении, так как даёт возможность изготавливать поковку с высокими механическими свойствами и по конфигурации очень близкую к готовой детали. Более 20 % всех деталей машин изготавливают этим способом. Иногда она обеспечивает получение поковок, требующих механической обработки в виде шлифовки.

Штамповкой изготавливают поковки до 500 кг, а иногда до двух тонн. Однако часто требуются сложные поковки (роторы турбин, колеса электровоза), имеющих большой вес, поэтому изготовляют гидравлические штамповочные прессы до 50000 т, с получением поковок до 5 т. Так как штамповочный инструмент (штамп) имеет значительную стоимость и пригоден для изготовления поковки только данной конфигурации, штамповка рентабельна в условиях массового и крупносерийного производства.

Основными методами горячей штамповки является штамповка с облоем в открытых штампах и штамповка без облоя в закрытых штампах.

Облойная штамповка характеризуется тем, что после заполнения металлом ручья штампов, избыток его вытесняется в специальную полость, образуя отход – облой, который обрезается специальными штампами. Безоблойная штамповка – деформация металла в закрытых штампах без облоя и специальной полости.

Устройство закрытых штампов зависит от типа и конструкции машин, например, для штамповки на прессах в матрицу входит пуансон, образуя закрытый ручей. Извлечение поковки из ручья осуществляется с помощью выталкивания. Горячая штамповка производится на различных машинах (штамповочные молоты, кривошипные горячештамповочные прессы, гидравлические и фрикционные прессы).

В большинстве случаев для получения поковки сложной конфигурации и без брака, с минимальным расходом металла, необходимо исходную заготовку постепенно приближать к конфигурации поковки. Для этого используют заготовительные операции, после которых окончательное формообразование производится в штамповочных ручьях. В случае многоручьевой штамповки, в первом штампе полости для получения фасонной заготовки и полости для окончательного формообразования выполняются в первом блоке, образуя многоручьевой штамп.

36. Технологический процесс получения поковок горячей штамповкой

Технологический процесс получения поковок горячей штамповкой состоит из ряда операций: резка прутков на мерные заготовки; нагрев; штамповка; обрезка облоя и прошивка плён; правка; термическая обработка; очистка поковок от окалины; калибровка; приёмка поковок ОТК.

Для этих операций в цехе должен быть ряд соответствующих отделений.

Для хранения заготовок используют склад, затем заготовительные отделения для резки прутков, отделение молотов и прессов или других штамповочных машин, а затем следует отделение для обрезки облоя. При необходимости и больших объемах производства может размещаться правильное отделение для правки поковок.

Также необходимо термическое отделение, после обработки в котором надо удалить образовавшийся слой окалины в очистном отделении. Необходим участок с наждачными кругами для зачистки облоев.

Некоторые поковки подвергаются калибровке с целью получения более точных размеров, для чего должен быть соответствующий участок с необходимыми механизмами. Также нужен участок ОТК и склад готовой продукции.

Из-за разнообразия заготовок, деталей используют различные способы резки:

– резка на кривошипных пресс-ножницах;

– ломка на хладноломах;

– резка механическими пилами;

– резка электромеханическими пилами и газовая резка;

– анодно-механическая резка, основанная на электроэрозионном эффекте.

Чертеж поковки составляется по чертежу готовой детали с учетом припуска на механическую обработку и изменения всех ее размеров на величину усадки (1,2–1,5 %). Для составления чертежа поковки надо выполнить следующее:

а) выбрать на поковке расположение будущей плоскости разъема штампов;

б) установить припуски на механическую обработку и допуски на штамповку;

в) установить штамповые уклоны и радиусы закруглений и, если в детали есть отверстия, установить наметки отверстий под прошивку и толщину оставленных пленок;

г) решить специальные вопросы конструирования поковки:

– рациональное упрощение конструкции поковки с целью облегчения заполнения металлом ручьёв и увеличение стойкости штампов;

– возможность одновременной штамповки нескольких деталей;

– разбивка сложной детали на несколько простых поковок с последующей их сваркой;

– применение секционной штамповки для крупных поковок типа валов дисков;

– проектирование с учётом возможности использования различной комбинированной штамповки.