книги из ГПНТБ / Олендер, Л. А. Технология и оборудование шарикового производства [учеб. пособие]

5 3. НОМОГРАММА ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ 51

II степени точности (ГОСТ 3722—60), которая освоена боль­ шинством отечественных подшипниковых заводов.

§ 3. НОМОГРАММА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ОБЛОЙНОИ, МАЛООБЛОЙНОЙ И БЕЗОБЛОЙНОЙ ШТАМПОВКИ ШАРИКОВ

Изв-естно, что для ускорения проектирования штампов и технологической наладки шарикоштамповочного оборудования в производственных условиях целесообразно использовать за­ ранее подготовленные расчетные данные, представленные в виде номограмм.

Рис. 14. Номограмма для определения основных технологических параме­ тров процесса облойной, малооблойной и безоблойной штамповки шариков.

На основании проведенных исследований и производствен­ ных испытаний были выполнены соответствующие расчеты по определению основных параметров конструкций штампов, уси­ лий штамповки и наладочных данных применительно к исполь­ зуемому в настоящее время на отечественных подшипниковых заводах шарикоштамповочному оборудованию и наиболее рас­ пространенному диапазону диаметров шариков [11]. Результа­ ты представлены в виде номограммы для случаев облойной, малооблойной и безоблойной холодной штамповки шариков из стали ШХ-15 (рис. 14). Применительно к шариковому про-

изводству облойной штамповкой считается метод штамповки шариков, в результате которого на них образуются ярко выра­ женные полюсные выступы (полюса) и облой («сатурново кольцо») (см. на рис. 11 размеры dи h, К и А). Соответственно при малооблойной штамповке шариков величины указанных параметров облоя и полюсных выступов выражены весьма слабо и представляют как бы их наметки. При безоблойной штамповке шариков полюсные выступы и облой отсутствуют вообще.

Обозначение параметров на номограмме:

ном при облойной, безоблойной в и малооблойной вм штампов­ ке, мм] d1— диаметр отверстия под выталкиватель в матрице и пуансоне, мм\ В0, Вм, Вб— глубина рабочей полости в мат­ рице и пуансоне при облойной В0, малооблойной Вм и безоб­

сота шарика по полюсам при безоблойной штамповке в случае

номограмме. Так, для получения размерных параметров (b, d\, Ьм, Вы, Во, Вб, d2, d3„ Д( Н), Д\, 1\ и 12) определенного среднего диаметра штампованного шарика необходимо найти его зна­ чение по оси ординат (вертикальная ось — Дер), а затем про­ вести вправо от этой точки линию, параллельную оси абсцисс (горизонтальная ось), до пересечения с наклонной линией, обозначающей требуемый параметр. С точки пересечения сле­ дует опустить перпендикуляр на ось абсцисс. Отсеченный в ре­ зультате этого отрезок на верхней шкале по оси*абсцисс (от начала координат до точки пересечения) и будет представлять собой величину требуемого параметра в миллиметрах. Напри­ мер, для случая Дер = 5 мм будем иметь: 1\=7 мм и т. д.

Для определения величины максимального усилия штам­ повки следует поступать аналогичным образом, однако’ в этом

дет находиться также на второй (нижней) шкале оси абсцисс.

Номограмма может быть рекомендована для использова­ ния конструкторами, технологами, мастерами и наладчиками, связанными с производством шариков и изготовлением шари­ коштамповочного инструмента.

Контрольные вопросы

Г л а в а III. ШТАМПОВКА ШАРИКОВ

$ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Характер течения металла в процессе штамповки шариков имеет некоторые специфические особенцости, вызванные нали­ чием полусферических рабочих полостей в матрице и пуансо­ не, а также цилиндрических экстракторных (полюсных) отверстий в них. Наличие некоторого рабочего зазора между торцами матрицы и пуансона в случае завышения объема исходной заготовки может привести к образованию облоя (так называемого «сатурнова кольца») на шариках. В то же время этот облой не выполняет функций, обычных для открытых штампов, что также является одной из особенностей процесса штамповки шариков.

Штамповка шариков может быть облойной, малооблойной и безоблойной. Шарики, отштампованные методом облойной штамповки, имеют ярко выраженные полюсные выступы и облой. Соответственно у малооблойных шариков есть только наметки полюсных выступов и облоя, а у безоблойных их вооб­ ще нет. Если облойная и малооблойная штамповка шариков представляет собой четырехстадийный процесс, заканчиваю­ щийся выдавливанием избыточного металла в полюсные от­ верстия и окончательной осадкой облоя, то безоблойная — трехстадийный. Безоблойная штамповка шариков заканчи­ вается увеличением диаметра средней части заготовки и одно­ временным заполнением оставшихся свободными сегментных полостей штампа возле экстракторных (полюсных) отверстий

вгравюре.

Воснову процесса штамповки шариков с минимальными величинами облоя и полюсов (или вообще без них) должны быть положены следующие основные требования:

1)недопустимость перекоса заготовки при штамповке о носительно оси гравюры штампа;

2)уменьшение длины заготовки с целью сокращения объема металла на величину, равную объему облоя и полюс­ ных выступов;

3)минимальное отклонение в заданных размерах (или в весе) заготовок;

4)формообразование шарика должно заканчиваться при минимальном зазоре между штампами в момент соприкосно­ вения периметра средней части заготовки с кромкой гравюры штампа.

Автоматы для объемной штамповки — одно- и многопози­ ционные— представляют собой комплекс механизмов с вра­ щательным (маховики, муфты, шестерни), возвратно-поступа­ тельным (центральный и боковой ползуны) и сложным движе­ ниями. К последней группе относятся получающие привод от

стоянном взаимодействии, обеспечивая заданный цикл изго­ товления изделий без участия ручного труда.

Характерная особенность развития автоматов для объем­ ной штамповки — это непрерывное увеличение их мощности и производительности. В настоящее время отечественной и зару­ бежной промышленностью изготовляются автоматы для холод­ ной объемной штамповки усилием от 5 до 1000 тс, весом по­

повки усилием до 1200—1500 тс, весом подвижных частей до 165 000 кг и числом ходов ползуна от 35—70 до 200 в 1 мин.

Автоматы для холодной и горячей объемной штамповки на­ ходят все более широкое применение при изготовлении самых разнообразных деталей от простейших типа болтов, винтов, шариков до деталей (полуфабрикатов) типа поршневых паль­ цев, свечей автомобильных двигателей, колец подшипников, поковок шестерен и т. п.

Все возрастающее распространение прессов-автоматов для объемной штамповки деталей в первую очередь вызвано тем, что их производительность в десятки и даже сотни раз превы­ шает производительность металлорежущих автоматов. Кроме того, детали, изготовленные методом штамповки, обладают большей прочностью по сравнению с деталями из той же стали, но изготовленными на металлорежущих автоматах, так как при штамповке получается благоприятное расположение воло­ кон металла, а при точении они оказываются перерезанными. Помимо этого, при формообразовании деталей методом объем-

ной штамповки значительно экономится металл за счет неко­ торого снижения или полного отсутствия отходов.

Детали в зависимости от сложности их конфигурации, свойств штампуемого материала, стойкости инструмента мо­ гут изготавливаться за 1—6 штамповочных переходов прогрес­ сивными технологическими процессами высадки, редуцирова­ ния, прессования, чеканки. Эти процессы могут применяться

вразличной последовательности или самостоятельно, а также

всочетании друг с другом.

Автоматы для объемной штамповки деталей выполняются следующих видов [13]:

1) однопозиционные холодновысадочные автоматы одно-

идвухударные с цельной и разъемной матрицей;

2)двух- и шестипозиционные автоматы для холодной и го­ рячей объемной штамповки с горизонтально- и вертикально­ рядной компоновкой инструмента;

3)специальные: для двусторонней высадки изделий, для прессования деталей, в которых главный ползун получает при­ вод от кривошипно-рычажного механизма; с инструментом (матрицами), расположенном во вращающемся матричном

блоке, и т. п.

Для штамповки заготовок шариков могут использоваться одноударные прессы-автоматы обычного типа, однако с целью повышения производительности более целесообразно приме­ нять специальные шарикоштамповочные автоматы. Они отли­ чаются от обычных одноударных автоматов с цельной матри­ цей в основном наличием выталкивателя не только в матрице, но и в пуансоне, что не допускает застревания отштампован­ ных шариков.

Для механических кривошипных шарикоштамповочных прессов-автоматов характерно в отличие, например, от штам­ повки на молотах изменение скорости хода штамповочного пуансона по заранее заданному закону независимо от измене­ ния усилия деформации (штамповки). Кроме того, процесс деформации при получении шариков отличается тем, что в последний момент штамповки избыточный металл может за­ текать в два противоположных «полюсных» отверстия в штам­ пе, одновременно преодолевая противодавление находящихся в них подпружиненных выталкивателей. Оба фактора вносят существенные отличия в известные диаграммы изменения усилий при штамповке.

Часовая производительность отечественных горизонталь­ ных шарикоштамповочных прессов-автоматов составляет при­ мерно от 2 до 20 тыс. штук соответственно в диапазоне диамет­ ров шариков от 51 до 1,5 мм. Помимо значительной произво-

шариков, что положительно сказывается на трудоемкости их последующей обработки.

Под указанной точностью прежде всего имеются в виду гео­ метрические параметры штампованного шарика (овальность, смещение полусфер, размеры «сатурнова кольца» и полюсных выступов), а также непосредственно взаимосвязанная с ними величина припуска на последующую обработку.

Следует отметить, что величины указанных геометрических параметров отштампованных шариков зависят от наладки пресса, диаметра исходного металла и размеров полусфер ин­

уменьшает величину припусков, максимально приближая от­ штампованный шарик к готовому изделию. Шероховатость поверхности штампованных заготовок шариков зависит от со­ стояния гравюры матрицы и пуансона, а также от состояния поверхности исходной заготовки (металла). Как показали проведенные нами замеры, шероховатость поверхности штам­ пованных заготовок шариков при нормальном состоянии ис­ ходного металла и инструмента соответствует 6-му классу.

В настоящее время на различных отечественных подшипни­ ковых заводах для штамповки шариков используются в основ­ ном модели шарикоштамповочных прессов-автоматов, паспорт­ ные технические характеристики которых представлены в табл. 15, а также некоторые аналогичные им по принципу ра­ боты прессы-автоматы собственного изготовления типа СПК-5 и устаревшие конструкции иностранных фирм (например,

Риф 16003, Риф 16011, КП-3 и т. п.).

Любой из указанных в табл. 15 шарикоштамповочных прес­ сов-автоматов состоит из следующих четырех основных узлов:

1)механизма подачи материала;

2)механизма реза и переноса заготовки с линии подачи на линию штамповки;

3)механизма штамповки (центральный ползун и коленча­ тый вал с шатуном);

4)механизма выталкивания отштампованного шарика. На рис. 15 представлены четыре типа характерных кине­

матических схем применяемых шарикоштамповочных прессовавтоматов, которые имеют между собой некоторые отличия.

Наиболее проста кинематическая схема, изображенная на рис. 15 а, которая воплощена в прессе-автомате модели А-142. Принцип действия этого пресса-автомата следующий.

представленная на рис. 15,б, в основном повторяет элементы предыдущей схемы, незначительно отличаясь от нее.

У прессов-автоматов, изготовленных по этой схеме, махо­ вик 4, через который посредством клиноременной передачи осуществляется привод от электродвигателя 2, расположен на приводном валу 26, от которого через зубчатую передачу 27

ли А-142А. Как видно, привод осуществляется непосредствен­ но на коленчатый вал 1, как в схеме первого типа (пресс-авто­ мат модели А-142). Однако в отличие от предыдущих двух типов схем движение механизмов подачи материала, реза и переноса заготовки, а также выталкивания производится от распределительного вала 28, который приводится во вращение от коленчатого вала 1 посредством зубчатой передачи 27.

Пресс-автомат модели А-3723 — один из последних вариан­ тов машин для штамповки шариков диаметром от 14 до 20 мм, выпущенных взамен неоправдавших себя в производстве прес­ сов-автоматов модели А-145 (рис 15,г). Его кинематическая

движения на его коленчатый вал 1 осуществляются аналогич­ но принципу кинематической схемы пресса-автомата моде­ ли АБ-148 (см. рис. 15,6), однако компоновка электродвига­ теля 2, клиноременной передачи 3, маховика 4 и зубчатой передачи 27 относительно оси штамповки здесь обратная.

Движение от коленчатого вала 1 передается посредством зубчатой передачи 29 (1 : 1) на промежуточный вал 30, а далее через зубчатую передачу 31, продольный распределительный вал 32, зубчатую передачу 33 и поперечный распределительный вал 34 к механизмам подачи материала, выталкивания, реза и переноса заготовки.

Привод подачи материала осуществляется от кулака 35, закрепленного на консоли поперечного распределительного вала 34. Кулиса привода 36 с двумя жестко закрепленными в ней роликами сообщает через систему рычагов 37 и 38 при­ нудительное возвратно-качательное движение ведущему по­ водку муфты обгона 39 коробки подачи 40.