1463

Во время работы валков заготовка поступает в момент рас­ хождения штампов. Затем происходит обжатие заготовки и вы­ талкивание поковки в противоположную сторону подачи. В за-

Рис. 194. Поковки, изготовленные на ротационно­ ковочных машинах

висимости от сложности получаемой поковки вальцовка заго­ товки производится за один или несколько проходов в одном ручье или в многоручьевом штампе.

Секторный Начальный штамп Конечный момент

Передний

стол

Рис. 195. Схема действия ковочных вальцов

Ковочные вальцы в основном предназначены для вытяжки нагретых заготовок. Они придают поковке различную конфигу­ рацию как в продольном, так и в поперечном сечении. Обработ­ ка в ковочных вальцах производится как для предварительного

обжатия заготовок, подлежащих дальнейшей штамповке на молотах или прессах, так и для получения различных поковок. Поковки получаются с облоем, который обрезается на специаль­ ных прессах.

Завершающие операции после штамповки. К завершающим операциям после штамповки поковок относятся обрезка облоя (заусенцев), зачистка, калибровка, чеканка, термическая обра­ ботка, очистка и правка.

Обрезку облоя, образующегося у поковок на поверхности разъема штампа при штамповке в открытых штампах на моло­ тах, на кривошипных горячештамповочных прессах и ковочных вальцах, производят на обрезных кривошипных прессах. Для этой цели используют обрезные штампы.

Для удаления пленок из сквозных отверстий применяют про­ шивной штамп.

Обрезку осуществляют, когда поковки находятся в горячем или холодном состоянии. Операции обрезки заусенцев и про­ шивки внутреннего отверстия -осуществляются одновременно при применении комбинированных штампов.

Зачистку образующихся неровностей (заусенцев) после об­ резки облоя на поверхности поковок производят на наждачных станках или с помощью зубил и точил.

Калибровку и чеканку производят для придания поковке точных размеров, ровной поверхности и для получения поковок заданного веса. Горячую калибровку производят преимущест­ венно на горячештамповочных прессах. Иногда для этой цели используют фрикционные и другие прессы. Горячей калибровке поковки подвергают сразу же после снятия заусенцев. Таким образом, этот процесс состоит как бы в доштамповке поковок в более точном по размерам ручье. Калибровку и чеканку поко­ вок в холодном состоянии производят на специальных чеканных прессах (рис. 196).

Термической обработке поковки подвергают для снятия на­ пряжений, образующихся в них во время штамповки, для при­ дания поковкам свойств, позволяющих применять высокие ско­ рости резания при механической обработке и для повышения механических свойств готовых изделий. Обычно термическая обработка заключается в нормализации или нормализации с от­ пуском.

Очистку поковок от окалины, образующейся во время на­ грева заготовки для штамповки и термической обработки, про­ изводят различными способами: в очистных барабанах, дробе­

20%-ный серной кислоты. Такой раствор слабо реагирует па окалину, но активно реагирует на металл, вследствие чего в про­

цессе травления окалина легко отделяется от поковки. После травления поковки подвергают нейтрализации в слабом раство­ ре щелочи и промывке в воде, нагретой до 70° С.

Рис. 196. Чеканный пресс:

а — устройство; б — кинематическая схема: 1 — кривошипношатунный механизм; 2 — электродвигатель; 3 — шатун; 4 — коленчатые рычаги; 5 — ползун

Правка поковок вызывается их искривлением, возникающим на каждой операции. Она производится в правочных штампах на фрикционных молотах и фрикционных и гидравлических прессах с усилием 30—100 т

9. ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ ДАВЛЕНИЕМ СПЛАВОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Медные, алюминиевые, магниевые и другие сплавы цветных металлов при обработке давлением по сравнению со сталью имеют следующие особенности:

1.Узкие температурные интервалы обработки.

2.Большую склонность к окислению в процессе нагрева. Поэтому их нагревают преимущественно в электрических печах.

3.Повышенную чувствительность к скорости деформирова­ ния. Повышенная скорость деформирования снижает пластич­ ность сплавов цветных металлов. Поэтому медные и другие сплавы в основном штампуют на фрикционных и гидравлических прессах.

4.Повышенную чувствительность к неравномерной дефор­ мации. При неравномерной деформации снижается пластичность цветных сплавов и образуется неравномерная структура в по­ ковках, что приводит к пониженной усталостной стойкости. Поэтому рекомендуется производить штамповку цветных спла­ вов в несколько переходов, обеспечивая постепенное изменение формы от простой к сложной. При этом штампы нужно проек­ тировать так, чтобы заусенец не располагался на местах дета­ лей, испытывающих наибольшее напряжение во время эксплуа­

тации.

10. ХОЛОДНАЯ ОБЪЕМНАЯ ШТАМПОВКА

Холодную объемную штамповку (высадку или выдавлива­ ние) применяют при массовом производстве болтов, гаек, про­ бок, колец, заклепок, шариков, роликов, гвоздей и т. п. Исход­ ным материалом для холодной высадки служит проволока, калиброванные прутки различных диаметров из стали с содер­ жанием углерода до 0,5%‘ и сплавов цветных металлов на осно­ ве меди, алюминия и магния.

Холодную высадку производят в основном на холодновыса­ дочных агрегатах, производительность которых достигает 300— 400 изделий в минуту. При холодной высадке обеспечивается высокая точность изделий (+0,03—0,04 мм), чистая поверх­ ность и небольшие отходы металла. Так, при изготовлении хо­ лодной штамповки болта длиной 150 мм отходы составляют 14 г, а при изготовлении подобного болта на металлорежущем стан­ ке — 340 г.

Автомат представляет собой горизонтальный кривошипный пресс. На автомате производится отрезка заготовки от прутка, передача ее на линию высадки, высадка и выбрасывание по­ ковки.

Дополняя к холодновысадочным автоматам другие машины и транспортные устройства, строят автоматические машины.

11. ЛИСТОВАЯ ШТАМПОВКА

Отличительной особенностью листовой штамповки по сравне­ нию с другими методами обработки металла давлением (про­ каткой, свободной ковкой, штамповкой, прессованием и волоче­ нием) является то, что толщина стенок получаемых изделий в большинстве случаев мало отличается от толщины исходной заготовки. Листовой штамповкой изготовляют различные по сложности конфигурации изделия из материалов, обладающих достаточно высокой пластичностью. В качестве исходного ма­ териала для холодной штамповки используют прокатные листы, полосы и ленты из малоуглеродистой и пластичной легирован­ ной стали, меди, латуни, алюминия, из их сплавов и различных неметаллических материалов (пластмасс, кожи, асбеста и др.). Листовая штамповка в промышленности получила широкое рас­ пространение вследствие того, что она обеспечивает получение изделий как простой, так и сложной формы, изготовление кото­ рых другими методами почти не осуществимо, высокую произво­ дительность (до 40 000 деталей в смену), возможность механиза­ ции штамповочных работ, высокую точность размеров и чистоту поверхности полученных деталей.

Листовой штамповкой изготовляют детали* кузовов автомо­ билей и автобусов, корпусов самолетов и вагонов, металличе­ скую посуду, детали мотоциклов, различных приборов, часов и др., а также различные тяжелые толстолистовые детали кор­ пусов морских и речных судов, днища паровых котлов, резер­ вуаров и т. п. Листовой штамповкой и сваркой штамповочных деталей и' узлов изготовляют станины металлорежущих станков, прессов и т. п.

Листовую штамповку условно делят на тонколистовую и толстолистовую. Тонколистовой называют штамповку из листа ТОЛЩИНОЙ ДО 4 М М у толстолистовой — из листа толщиной |свыше 4 мм.

Листовая штамповка бывает горячей и холодной. Операции листовой штамповки подразделяются на разделительные и формоизменяющиеся. К разделительным операциям относятся от­ резка, вырубка, пробивка и зачистка, к формоизменяющимся — гибка, вытяжка, обжим, отбортовка и формовка.

О т р е з к о й производят отделение материала заготовки или части ее от листа, полосы, ленты. Отрезка обычно осуществляет­ ся на ножницах по прямой линии. При этом пользуются различ­ ными ножницами: рычажными, параллельными, гильотиновыми или дисковыми. Ножницы применяют как ручные, так и механи­

ческие. На ручных ножницах производят отрезку -заготовок от металла толщиной до 1 мм.

В ы р у б к о й получают заготовку изделия требуемого кон­ тура. Форма контура может быть различной: круг, квадрат, овал и т. п. В заготовке можно пробивать также отверстия лю­ бой формы. Штамп для вырубки состоит из матрицы и пуансо­ нов. Пробивка отверстий в заготовке может также производить­

среза после вырубки или пробивки. Ги б к у производят для из­ менения направления оси заготовки. При холодной гибке проис­ ходит пружинение заготовки для чего дают угол, отличный ог требуемого угла у изделия. Для получения изделий более высо­ кой прочности рекомендуется располагать лист так, чтобы во­ локна в нем были направлены перпендикулярно линии отгиба-

" В ы т я ж к о й получают сосуды из листовой заготовки. Для этой цели заготовку, полученную вырезкой, кладут на матрицу, после чего вытягивают пуансоном. Если при этом зазор между матрицей и пуансоном будет равен толщине заготовки, то тол­ щина стенок изделия будет равной толщине заготовки. Если же зазор будет меньше, то произойдет утонение толщины стенок изделия. Во время вытяжки заготовки из листа в верхней пло­ ской части ее могут образовываться складки. Чтобы предупре­ дить их появление, применяют прижимы. Прижимы могут закрепляться как на матрице, так и в ползуне пресса. При холод­ ной вытяжке металл упрочняется и пластические свойства пони­ жаются. Поэтому при изготовлении изделий путем применения нескольких вытяжных операций заготовки подвергают межопе­ рационному рекристаллизационному отжигу с последующей очисткой для снятия окалины. Для уменьшения трения между матрицей, пуансоном и заготовкой их рабочие поверхности сма­ зывают. В качестве смазки применяют минеральные масла, графит и мыльные эмульсии.

О т б о р т о в к о й производят образование борта по внеш­ нему и внутреннему контурам изделия. Для этой цели в пло­ ском участке заготовки с отверстием путем раздачи его полу­ чают горловину (борт).

Об ж и м применяют для уменьшения диаметра вытянутого изделия. При обжиме рабочим инструментом в основном явля­ ется матрица, в которую обжимается заготовка. Чтобы не про­ изошло образования складок в обжимаемой части и посадки цилиндрической части заготовки, уменьшение обжимного диа­

чают ребра жесткости, увеличивают диаметр в средней части заготовки путем раздачи.

Формовку раздачей производят в разъемной матрице при помощи резинового вкладыша, стальных шариков или жидкости, на которые давит пуансон, передавая усилие на стенки заготов­ ки. Применение стальных шариков или жидкости удобно, так как они легко удаляются из отштампованного изделия.

Штампы для листовой штамповки. Штампы для листовой, штамповки представляют собой сложную конструкцию, состоя­ щую из рабочих элементов и вспомогательных деталей. В виде оснований у штампов имеются нижняя и верхняя плиты. Ниж­ нюю плиту при помощи болтов крепят к нижней плите пресса,,

вильность совмещения осей пуансонов и матриц при штамповкеобеспечивается правильным совмещением верхних и нижних плит. Совмещение плит штампа достигается в результате при­ менения направляющих колонок и втулок, запрессованных в плиты. Комплект, состоящий из плит штампа с направляю­ щими колонками, втулками и хвостовиком, называется пакетом штампа.

К штампам простого действия относятся также штампы, при помощи которых можно выполнять одну операцию листовой штамповки. Многооперационные штампы являются более слож­ ными и дают значительно большую производительность. Они подразделяются на штампы последовательного и совмещенно­ го действия.

В последовательных штампах на общем пакете монтируют несколько пар пуансонов и матриц, расположенных в линию. Штамповка изделий на этих штампах производится из полосы или ленты. При этом заготовка последовательно проходит через все операции.

На штампах совмещенного действия выполняют несколькоопераций. Заготовка перемещается при переходе от одной одерации к другой в направлении движения ползуна пресса.

На прессах штампов последовательного и совмещенного дей­ ствия в основном выполняются операции вырубки, пробивки, вытяжки, гибки, отбортовки, причем на одном штампе можно выполнять до пяти и более операций. В штампах, кроме пуан­ сонов и матриц, имеются упоры, ловители и ограничители для правильной установки заготовки, съемники, сбрасыватели и вы­

автоматической подачи заготовки и удаления отштампованных изделий и отходов.

Пуансоны и матрицы штампов в основном изготовляют из инструментальной стали с последующей закалкой, а плиты — из чугунных или стальных отливок. Остальные части штампа (кре­ пежные детали и приспособления) изготовляют из конструк­ ционной стали. При штамповке крупных по габаритам изделий из тонкого листа пуансоны и матрицы иногда делают из дерева с последующей облицовкой листовым материалом. Также при­ меняют пуансоны и матрицы, изготовленные отливкой из чер­ ных и цветных сплавов, а в отдельных случаях из пластиче­ ских масс.

Горячая листовая штамповка. Горячей листовой штамповкой изготовляют днища и детали химических машин и аппаратов, котлов, цистерн и другие изделия. Разделку исходного листа на заготовки производят обычно газовой резкой. Заготовку перед штамповкой нагревают в пламенных камерных печах. Штам­ повку осуществляют обычно на гидравлических или фрикцион­ ных винтовых прессах.

Холодная листовая штамповка. Холодная листовая штампов­ ка получила широкое распространение в машиностроении и ме­ таллообрабатывающей промышленности. Холодной листовой штамповкой изготовляют около 70.% деталей легковых автомо­ билей, более 80% деталей счетно-пишущих машин, около 98,% металлических изделий народного потребления.

Этим методом получают изделия как простой, так и сложной конфигурации: облицовку автомобилей, рамы, баки, шайбы, втулки, раковины, различную хозяйственную посуду и т. п. Раз­ делку исходного листа на мерные заготовки для штамповки про­ изводят резкой в основном на гильотинных ножницах, которые представляют собой низкий широкий кривошипный пресс с не­ подвижным горизонтально расположенным нижним ножом и укрепленным на ползуне верхним ножом.

Штамповку производят преимущественно на листоштампо­ вочных кривошипных, эксцентриковых и винтовых фрикционных прессах. Кривошипные прессы применяются простого и двойного действия. Они развивают давление от 500 до 2000 т. Кинемати­ ческая схема кривошипного пресса простого действия для лис­ товой штамповки аналогична схеме пресса для объемной штамповки.

На прессах двойного действия производят штамповку с глу­ бокой вытяжкой крупных габаритных изделий (рис. 197). Пресс имеет два ползуна. На внутреннем ползуне укреплен вытяжной пуансон, а на наружном — кольцо. Внутренний ползун совер­ шает возвратно-поступательное движение, а наружный полу­ чает движение от кулачков, связанных с коленчатым валом. Во время вытяжки наружный пуансон прижимает кромки заго­

Глава VII

СВАРКА, РЕЗКА И ПАЙКА МЕТАЛЛОВ

Существующие металлические конструкции подразделяются на разъемные и неразъемные. К разъемным можно отнести бол­ товые, шпоночные, клиновые и шлицовые конструкции, к неразъ­ емным— конструкции, полученные путем сварки, пайки и клепки.

Из всех способов соединения конструкций сварка нашла са­ мое широкое применение в различных отраслях промышленно­ сти, в строительстве. Это обусловливается технологическими преимуществами, позволяющими получать значительную эконо­ мию металла, упрощать проектирование и конструирование дета­ лей, экономить время и рабочую силу.

В последнее время сварочные соединения почти полностью вытеснили клепку и начинают с успехом заменять литые и ко­ ваные конструкции. Сваркой получают неразъемные соединения в конструкциях при применении местного нагрева до пластиче­ ского состояния или плавления металлических деталей.

По виду энергии, используемой для нагрева металла, сварку подразделяют на электрическую и химическую.

Самым распространенным способом сварки является электри­ ческая сварка, которая в основном делится на электродуговую и контактную. Электродуговая сварка изобретена в России в 1802 г. В. В. Петровым, который открыл явление электрической дуги и доказал возможность плавления металла в дуге. В 1882 г. инженер Н. Н. Бенардос предложил способ электродуговой свар­ ки металлов угольным электродом, а в 1888 г. инженер Н. Г. Славянов разработал способ электродуговой сварки металлическим электродом.

В нашей стране особенно широкое распространение сварка получила после Октябрьской революции в связи с развитием машиностроения и других отраслей народного хозяйства.

При электродуговой сварке тепловая энергия выделяется электрической дугой. Во время контактной сварки основная Часть тепловой энергии, идущей на нагрев металла, выделяется в ре­