4.4. Качество заготовок, получаемых листовой штамповкой

При листовой штамповке исходной заготовкой является лист, полоса или лента, свернутая в рулон, полученная прокаткой, имеющая постоянную толщину [18].

Листовой штамповкой могут быть изготовлены как плоские, так и пространственные заготовки, которые обычно подвергаются незначительной последующей механической обработке, а в ряде случаев они могут поступать на сборку без механической обработки. Технологический процесс листовой штамповки состоит из ряда операций и переходов, осуществляемых в штампах. Основными операциями являются разделительные и формоизменяющие. К числу разделительных операций относятся: отрезка, вырубка, пробивка, надрезка, обрезка, зачистка. Во всех разделительных операциях заготовка доводится до разрушения. В формообразующих операциях заготовка не должна доводиться до разрушения и изменение размеров и формы заготовки происходит путем пластического деформирования. Основными формоизменяющими операциями штамповки являются: гибка, вытяжка без утонения стенки, обжим, отбортовка, раздача, формовка.

Каждой формоизменяющей операции обычно соответствует определенная схема напряженного состояния. Распределение напряжений в очаге деформации обычно неравномерно, и в нем имеются участки, где напряжения достигают экстремальных значений, ограничивающих допустимое формоизменение при однократном нагружении.

В условиях холодного деформирования заготовка в очаге деформации испытывает упрочнение, причем при неоднородном распределении деформации упрочнение в разных участках заготовки будет различным. При многопереходной штамповке упрочнение затрудняет деформирование в последующих переходах.

Служебные свойства готовой детали, полученные листовой штамповкой, в значительной степени определяются характеристиками исходной листовой заготовки, полученной прокаткой. При выборе материала исходной заготовки следует руководствоваться требованиями к свойствам детали, способностью к формоизменению в операциях, а также стоимостью материала. Поэтому при конструировании деталей, следует обращать особое внимание на технологичность деталей, т.е. на удобство и простоту их изготовления.

Комбинируя последовательность штамповочных операций, характер силового воздействия при их осуществлении, а иногда и совмещая несколько операций в одном переходе из плоской листовой заготовки, можно изготовлять детали весьма сложной пространственной формы.

4.5. Качество заготовок, получаемых прокаткой

Основная продукция прокатного производства – листовой и сортовой прокат, обычно являющийся заготовками для последующей обработки резанием, ковкой или штамповкой. Эксплуатационные свойства деталей существенно определяются технологией на изготовление и качеством листового или сортового проката [15]. Исходной заготовкой для прокатки является слиток.

При прокатке уменьшается площадь поперечного сечения заготовки и увеличивается его длина. При этом происходит дробление крупных кристаллов и вытягивание неметаллических включений в направлении главного удлинения.

На качество конечного продукта прокатки оказывают влияние следующие факторы:

- химический состав проката;

- величина обжатий;

- чередование термических операций с прокатными;

- режимы термообработки между переходами прокатки и после ее окончания;

- режим охлаждения.

Качество определяется также размерами, формой и строением зерен, степенью неоднородности распределения химических элементов, степенью загрязненности металла неметаллическими включениями и образуемой ими при прокатке полосчатостью микроструктуры.

Одним из важных правил является рекомендация расположения волокон микроструктуры эквидистантно поверхности детали. Однако, при изготовлении детали, зачастую, происходит перерезание волокон, что сказывается не только на прочностных характеристиках детали, но и на сопротивление износу, коррозионной стойкости и т.п.

На практике все шире используется прокатка для изготовления заготовок деталей: поперечно-винтовая и поперечно-клиновая. Поперечно-винтовая прокатка успешно используется для изготовления деталей с винтовой поверхностью (винты, червяки), заготовок зубчатых колес. Поперечно-клиновая прокатка эффективна при изготовлении деталей типа ступенчатых валов.

Применение поперечной прокатки обеспечивает изменение физико-механических свойств металлов заготовки, а в некоторых случаях повышение прочностных характеристик вследствие упрочнения может улучшить эксплуатационные свойства деталей.

Продольная прокатка (ось заготовки и направление ее перемещения перпендикулярны осям вращения рабочих валков) эффективна для изготовления сортового проката и фасонных машиностроительных заготовок, формообразовании шлицевых валов и т.д.