8.16 Заготовительные ручьи

Заготовительные ручьи находят применение при перераспределении металла исходной заготовки и придании ей формы, близкой к форме поковки.

Промежуточные фасонные заготовки, получаемые в этих ручьях, называют переходами.

Пережимной ручей – для пережима заготовки с уменьшением площади поперечного сечения в одном участке и незначительном перемещении металла в соседних участках.

Подкатной ручей – для увеличения площади поперечного сечения заготовки в одних участках, за счет уменьшения поперечного сечения исходной заготовки в других участках.

Протяжной ручей – для увеличения длины исходной заготовки.

Формовочный ручей – для придания заготовке формы, близкой к форме поковки в полости разъема.

Гибочный ручей – для изгиба заготовки.

Площадка для расплющивания – для расплющивания исходной заготовки.

Площадка для протяжки – для протягивания конца исходной заготовки.

Площадка для осадки – для осадки исходной заготовкой перед штамповкой в торец.

Отрубной нож – для отделения отштампованной поковки от прутка.

8.17 Выбор переходов штамповки

При проектировании технологии горячей штамповки следует установить возможно более рациональный процесс по переходам, т.е. наиболее благоприятное сочетание заготовительных и штамповочных ручьев для заданной поковки с учетом технологических условий.

Поковки круглые и квадратные в плане штампуют за один, два и реже – за три перехода.

Поковки простой конфигурации с небольшими бобышками штампуют за один переход.

За два перехода штампуют поковку в виде обода высотой с полотном высотой , когда / ₁ > 1,3.

В первом переходе заготовку осаживают на площадке для осадки или на отдельном молоте. Осаженную заготовку доштамповывают в окончательном ручье.

За два перехода штампуют также поковки, имеющие высокую ступицу.

При штамповке поковок удлиненной формы и приводимых к этой форме требуется применять предварительный и окончательный ручей. При серийном и массовом производстве поковки этой группы штампуют в многоручьевых штампах.

При штамповке поковок с вытянутой осью с одним или несколькими утолщениями в предварительном и окончательном штамповочных ручьях не следует предусматривать значительное продольное перемещение металла. Течение металла должно происходить преимущественно в поперечном направлении.

Для соблюдения этих условий необходимо иметь заготовку с переменными сечениями, соответствующими сечениям поковки, а длина ее должна быть равной длине поковки или ее развертки.

При выборе заготовительных ручьев (пережимного, подкатного, протяжного и др.) необходимо определить оптимальный вариант, т.е. наименее трудоемкий для требуемого перемещения металла.

Для пользования этой диаграммой необходимо предварительно построить так называемую расчетную заготовку и эпюру ее сечений.

Расчетная заготовка – это заготовка, которая имеет круглые поперечные сечения с площадями, равными суммам площадей соответствующих сечений поковки и облоя с двух сторон, и представляет собой тело вращения.

Рис.8.17.1  Расчетная заготовка и эпюры ее сечений

а – поковка, б – расчетная заготовка; в – эпюра сечений; г – способ приведения расчетной заготовки с резкими очертаниями к главной форме

Для поковок с прямой осью ее строят по чертежу поковки (а); для поковок с изогнутой осью – по чертежу ее геометрической развертки (б).

При построении эпюры на поковке наносят характерное поперечное сечение и определяют их площади с учетом облоя. Длина расчетной заготовки равна длине поковки, т.е.

_з = _n,

а площадь каждого ее сечения (поперечного) равна

_э = _п.о. = _п= 2 _о = _п +2 _о.к.

где _э = _п.о. – площадь поперечного сечения расчетной заготовки в любом месте;

_п – площадь поперечного сечения поковки в произвольном месте;

_о – площадь поперечного сечения облоя с одной стороны;

– коэффициент, учитывающий степень заполнения облойной канавки (выбирается по таблицам);

_о.к. – площадь поперечного сечения канавки для облоя (определяется по таблицам)

Полученную площадь _п.о. приравнивают к площади круга, диаметр _э который является диаметром расчетной заготовки и может быть определен из равенства

_э = _п.о. = ; _э= 1,13 .

Определив значение _э для характерных поперечных сечений поковки, откладывают их в масштабе симметрично относительно оси заготовки на перпендикулярах к оси в точках, соответствующих выбранным характеристикам сечения поковки. Соединив концы отрезков прямыми или плавными кривыми, получают чертеж расчетной заготовки или эпюру диаметров (б).

Высоту отрезков в характерных сечениях расчетной заготовки определяют по формуле

_э = ,

где _э – высота отрезков;

М – принятый масштаб по оси ординат.

Соединив концы отрезков, получают эпюру сечений расчетной заготовки (в), т.е. диаграмму, каждая ордината которой в определенном масштабе представляет собой соответствующую площадь поперечного сечения расчетной заготовки.

Площадь _ср средней расчетной заготовки и ее диаметр _ср определяют по формуле:

_ср = .

где – объем поковки с облоем , равной объему расчетной заготовки _э

.

Объем поковки определяют по ковочному чертежу как сумму объемов отдельных частей (элементов) поковки.

Объем облоя можно определить как произведение площади поперечного сечения облоя на длину замкнутой линии, проходящей параллельно периметру поковки через центры тяжести поперечных сечений облоя, или приближенно по формуле

,

где – периметр поковки по линии разъема.

Для поковок массой менее 3 кг вместо периметра следует брать периметр по центру тяжести облоя, находящийся на расстоянии от .

Участок эпюры диаметров, где _э > _ср, и соответствующий участок эпюры сечений называется головкой, а участок, где _э < _ср и соответствующий участок эпюры сечений называется стержнем.

Эпюра диаметров с одной головкой и с одним стержнем называется элементарной расчетной заготовкой. Ей будет соответствовать элементарная эпюра сечений.

Если контур стержня не прямой, то для нахождения диаметра _к в месте перехода от головки к стержню последний нужно привести к виду усеченного конуса, пользуясь формулой:

,

где – объем стержня.

Величину _к можно определить, пользуясь эпюрой сечений и имея в виду, что

.

Сложной является такая расчетная заготовка, которая имеет две (и более) головки или одну головку с двумя стержнями. Такой заготовке соответствует сложная эпюра.

Для пользования диаграммой сложную расчетную заготовку необходимо привести к ряду элементарных. Кроме того, необходимо предварительно подсчитать соотношение размеров расчетной заготовки, которые характеризуют степень осевого перемещения металла в ней и массу поковки _п. Такими соотношениями поковки являются:

Рис.8.17.2  Диаграмма расчета сложной заготовки

Диаграмма показывает, при каких значениях , , К и _п надлежит применять тот или иной из заготовительных ручьев или их комбинаций.