7. Обкатка и раскатка

7.1. Общие сведения

Обкатка — процесс формоизменения заготовки при помо­щи ролика или давильника, обжимающего заготовку по вращаю­щейся оправке (рис. 119). Оправка имеет форму внутреннего контура изготовляемой детали. Таким образом, из плоской заготовки получают полые детали формы тел вращения. Диаметр заготовки обычно значительно больше диаметра изделия и при­ближается по величине к сумме диаметра дна и двух образую­щих. Вследствие относительно небольших давлений ролика на материал при обкатке обычно применяют один ролик, что обу­словливает неуравновешен- ную схему нагрузок на оправку. Процесс обкатки по существу сходен с процессом вытяжки. При обкатке толщина стенки детали может быть меньше (на 10 15%), равна или даже несколько больше толщины металла заготовки. Утолщение стенок детали происходит за счет посадки металла.

Раскатка — процесс формоизменения плоской заготовки (или заготовок формы полого тела вращения) при помощи ро­ликов, обжимающих заготовку по вращающейся оправке (рис. 119). При раскатке усилия много больше, поэтому требу­ется применение двух роликов, диаметрально располагаемых по отношению оправки, что уравновешивает усилия от них. Толщина заготовки значительно больше толщины стенки дета­ли, а диаметр заготовки равен максимальному диаметру изде­лия. При раскатке материал заготовки значительно утоняется (до 90%). Процесс раскатки в принципе сходен с процессом протяжки. Внешне оба процесса напоминают обработку на токарном станке. Необходимо отметить, что некоторые авторы книг по штамповке называют эти процессы по-разному, например да­вильные работы, выдавливание с утонением, выдавливание с утолщением, спинингование и др.

Терминология, принятая в данной книге, отражает сущность процессов и применяется наиболее часто.

По форме, которую можно получить при помощи обкатки и раскатки, детали можно разделить на четыре основные группы: 1) конические; 2) комбинированные с криволинейными обра­зующими; 3) полусферические; 4) цилиндрические.

Обкатка и раскатка являются процессами формообразова­ния деталей, которые в ряде случаев могут эффективно заме­нять вытяжку или гидроштамповку (при относительно неболь­ших количествах изготовляемых деталей).

Рис. 119. Принципиальная схема процессов:

а — обкатки; б — раскатки

7.2. Технологический процесс обкатки

Способом обкатки можно выполнять следующие операции:

1) выдавливание пустотелых деталей формы тел вращения;

2) проглаживание поверхности полых деталей после ступенча­той вытяжки;

3) выдавливание узких горловин на цилиндриче­ских заготовках; 4) завивка кромок.

Характерные схемы процесса обкатки приведены на рис. 120.

Рис. 120. Различные схемы обкатки

На рис. 121 показана последовательная деформация плоской заготовки при формообразовании детали со сложным контуром образующей.

В качестве заготовок можно применять диски из листового материала, конусы, цилиндры. Точность обкатанных деталей находится в пределах 0,001—0,002 их диаметра.

Экспериментально установлены оптимальные числа оборо­тов оправок для различных материалов детали (табл. 20).

Таблица 20

Конические детали можно выдавливать при предельном от­ношении = 0,2 0,3, где — наименьший диаметр конуса.

Если деталь не может быть обкатана за одну операцию, то обкатку ведут за несколько последовательных переходов на разных оправках, но при одном и том же наименьшем диамет­ре оправки.

На рис. 122 приведен пример обкатки детали в три перехода с коэффициентами вытяжки — 0,67; = 0,75 и = 0,77.

Рис. 121. Последователь­ность (обозначена циф­рами) обкатки сложного профиля

Рис. 122. Схема процессов обкат­ки за несколько переходов: / — /// номера переходов

Процесс обкатки сопровождается большими степенями фор­моизменения, и упрочнения металла, поэтому часто прибегают к обкатке в несколько переходов с промежуточной термообра­боткой. Количество переходов зависит от отношения h/D (табл. 21), где h — глубина перехода; D — максимальный диаметр перехода.

Возможна обкатка при одновременном нагреве обкатывае­мой заготовки в зоне ее формоизменения, что в ряде случаев исключает промежуточную термообработку. Нагрев осуществ­ляют при этом с помощью горелок. Горелки могут быть с сосре­доточенным пламенем, т. е. обычные, применяемые при газовой сварке, и специальные, обеспечивающие обогрев больших по­верхностей. Горелку устанавливают на суппорте стакана в диаметральном положении относительно ролика, производящего обкатку. Горелка перемещается одновременно с роликом, а металл при вращении оправки подается под ролик в нагретом состоянии. Заготовки из магния, и титана, при формоизменении которых требуется подогрев, обкатывают по нагретой оправке или с подогревом при помощи горелок.

Таблица 21

Процесс обкатки рекомендуется проводить с применением смазок, что улучшает чистоту поверхности детали и облегчает процесс формоизменения.

Для обкатки с подогревом применяют жаростойкие смазки, сохраняющие свойства при температурах 300…600° С. Хорошие результаты получаются при использовании коллоидального графита, разведенного тетрахлоридом. После обкатки смазку удаляют в щелочной ванне.

Для нержавеющих сталей при обкатке без подогрева в каче­стве смазки применяют мыло.