книги из ГПНТБ / Мошнин Е.Н. Технология штамповки крупногабаритных деталей

мают по боковым граням клиновым устройством. В полость заго­ товки заводят оправку. При легком нажиме пуансона на заго­ товку сухари зажимаются в ней и штанга после удаления клина выдергивается из отверстия сухарей. После этого производится штамповка заготовки до образования зигов заданной глубины (рис. 80, б). .

Рис. 80. Штамп для штамповки котельных секционных камер

Сухари вынимают из заготовки (рис. 80, в) по отдельным эле­ ментам. Чтобы облегчить удаление сухарей, заготовку подогре­ вают.

Аналогичным способом можно штамповать и другие протяжен­ ные детали закрытого, профиля. Более распространенным способом получения таких деталей сложной формы является штамповка с набивкой полости заготовки песком.

7. МНОГОПЕРЕХОДНАЯ ШТАМПОВКА

Многопереходная штамповка применяется при мелкосерийном и единичном производстве крупногабаритных толстостенных де­ талей.

При многопереходной штамповке формоизменение заготовки осуществляют последовательно ло участкам посредством процессов гибки, бортовки, вытяжки, смещения кромки и др. Бортовкой

170

называется процесс отгибки прямой или криволинейной кромки, осуществляемый последовательно по участкам.

Посредством перечисленных процессов изготовляют • разно­ образные детали, из которых наиболее сложными являются днища разной формы и элементы обшивки морских и речных судов.

Технологическая оснастка при многопереходной штамповке малогабаритна и проста, поэтому использование даже значительно более трудоемкой технологии окупается за счет устранения необ­ ходимости применения крупногабаритных тяжелых штампов, на изготовление которых потребовались бы большие средства и длительное время.

Современное прессовое оборудование для многопереходной штамповки (см. гл. VII) позволяет штамповать детали типа днищ диаметром до 4500 мм, толщиной стенки до 40 мм и произ­ водить гнбку заготовок толщиной до 100 мм [39].

Многопереходная штамповка осуществляется преимущественно в холодном состоянии, так как листовые заготовки обычно имеют относительно небольшую толщину (до 20—25 мм) и при горячей штамповке они быстро остывали бы и требовалось бы большое число подогревов. Кроме того, манипулирование горячими заготовками при многопереходной штамповке существенно осложняло бы ра­ боту прессовщиков. Однако при изготовлении деталей из толсто­ стенных заготовок или в случае небольшой мощности прессового оборудования иногда вынуждены штамповать в горячем состоянии. При штамповке заготовок относительно небольшой толщины эффек­ тивен местный нагрев при помощи кислородно-ацетиленовой го­ релки или индукционный нагрев.

В процессе изготовления детали правильность изменения формы заготовки контролируется промежуточными и окончательными шаблонами, при изготовлении деталей сложной формы применяют пространственные шаблоны.

и относительно широкие заготовки, а также заготовки из сорто­

так и в штампах с пуансоном и матрицей, имеющих профиль ра­ бочих поверхностей по дуге окружности.

171

ется вдоль линии гибки. Этим способом производят гибку в V- образном штампе или в штампе с цилиндрическими рабочими по­ верхностями (рис. 81, а).

Длина заготовки лимитируется только условиями транспор­ тировки.

Подробно технология гибки рассмотрена в специальных ра­ ботах [28].

З а г и б к а п р я м о й к р о м к и (рис. 81, б). Передним вертикальным цилиндром осуществляют прижим заготовки, а задним вертикальным цилиндром производят гибку. Для компен­ сации бокового усилия, возникающего при данном способе гибки, установлена дополнительная направляющая балка для ползуна

с заходным закруглением или скосом, чтобы не получились над­ рывы или следы перегибов у формуемой заготовки'.

Предельное перемещение небольших заготовок осуществляют

выполняется так же, как загибка прямой кромки, заготовка между

ется в штампе со сферическими рабочими поверхностями, выпол­ ненными в соответствии с радиусом сферы детали. Вначале фор­

'Этим способом изготовляют сферические днища с центральным

углом до 180°, т. е. полусферы, а также сферические элементы с прямоугольной или трапецеидальной конфигурацией в плане

ствляется за два приема. Сначала получают заготовку, отформо­ ванную по сфере, и затем бортовкой наружного кольцевого участка окончательную форму днища.

Бортовка осуществляется задним вертикальным пуансоном с прижимом при помощи переднего ползуна. Более удобно выпол­ нять бортовку наклонным ползуном.

Для установки и подачи заготовки применяют поворотное приспособление, аналогичное показанному на рис. 81, г.

172'

Рис. 81. Способы многопереходной штамповки:

Б о р т о в к а ц и л и н д р и ч е с к и х и к о н и ч е с к и х з а г о т о в о к . В большинстве случаев кромка отгибается на угол 90°. Заготовку устанавливают на столе пресса в специальном приспособлении под углом 30—45°. Посредством рычажного устройства подлежащий деформированию участок заготовки

Рис. 82. Формовка заготовок с постоянной продольной кривизной:

а — двояковыпуклых; б — выпукло-вогнутых

зажимают задним вертикальным цилиндром. Затем ползуном переднего вертикального цилиндра производится отгибка участка кромки (рис. 81, д). При серийном изготовлении деталей можно

Рис. 83. Штамповки заготовок с переменной кривизной:

а — двояковыпуклых; б — выпукло-вогнутых

ным ползуном. Деформирование осуществляется боковым ползу­

собом, как и раздача концов трубных заготовок, можно осуще­ ствлять обжим и высадку (увеличение толщины стенки) концов трубных заготовок. Только при обжиме на боковом ползуне кре­ пят обжимную матрицу, а при высадке матрицу выполняют

вштампе.

Всудостроении и других областях машиностроения много­ переходную штамповку широко применяют также для формовки

174

Г л а в а V

ОБЩИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. ГРУППОВОЙ МЕТОД ШТАМПОВКИ

Для успешного и экономически эффективного внедрения штам­ повки при изготовлении крупногабаритных штампо-сварных изде­ лий, как правило выпускаемых малыми партиями, в первую оче­ редь целесообразно проводить нормализацию изготовляемых де­ талей и специализацию кузнечно-штамповочных производств отдельных заводов.

Вследствие специфики мелкосерийного производства и особен­ ностей изготовления крупногабаритных толстостенных деталей требуется особый подход к разработке технологии штамповки и конструкций технологической оснастки, особенно прп использо­ вании малопереходной штамповки.

При разработке технологии прежде всего следует руковод­ ствоваться групповыми методами штамповки, которые обеспечи­ вают возможность использования универсальных штампов, позво­ ляющих выполнять штамповку в одном штампе большой группы деталей одного вида, но отличающихся по размерам и в отдельных случаях по формам.

На многих заводах при проектировании штампа технологи предусматривают в нем сменные детали, чтобы можно было исполь­ зовать штамп при штамповке деталей, близких по размерам. В частности, в штампах для днищ предусмотрены сменные матрич­ ные кольца, благодаря чему обеспечивается возможность штам­ повки на одном штампе днищ с разной толщиной стенки. Однако

Значительного повышения эффективности применения груп­ повой'штамповки и универсальных штампов можно достичь только в случае, если проработка технологии, изыскание рациональ­ ных конструкций штампов и разбивка их по размерам выполня­ ются комплексно и одновременно для всей предполагаемой но­ менклатуры деталей одного вида.

176

Большая работа по унификации штампов для эллиптических днищ применительно к потребностям химического машиностроения была проведена НИИХИММАШем [7].

Примером ""удачного решения, обеспечивавшего применение универсальных штампов при штамповке эллиптических днищ в широком диапазоне размеров, является опыт Ижорского.завода им. А. А. Жданова [26]. Заводом запроектированы и изготовлены пять универсальных штампов, позволяющих штамповать эллипти­ ческие днища диаметром от 400 до 2600 мм со стенками толщиной до 60 мм.

Дальнейшим шагом в решении рассматриваемой задачи явля­ ется разработка ЦНИИТМАШем групповой технологии и универ­ сальных штампов для формовки днищ разной формы и других осесимметричных деталей.

Эффективность разработки мероприятия по применению уни­ версальных штампов зависит во многом от выбранного способа штамповки. Ввиду этого следует выбирать технологические про­ цессы штамповки с учетом требований групповой штамповки.

Сформулируем требования, предъявляемые к технологическим процессам из условий использования их при групповой штамповке

чивала бы возможность его переналадки на штамповку деталей, отличающихся размерами в некотором диапазоне;

2)способ штамповки должен быть в принципе аналогичен.спо­ собам, применяемым для штамповки других, близких по форме деталей данного вида, чтобы обеспечить возможность использо­ вать общий универсальный штамп, заменяя второстепенные де­ тали;

3)двух- и трехпереходный способ штамповки по возможности должен осуществляться в одном штампе и желательно с одного

нагрева н одной подачи заготовки в штамп;

4)способ штамповки должен обеспечивать возможность за­ ведения заготовки в штамп, ее центрирование и удаление после окончания формовки посредством универсальных средств меха­ низации, пригодных для использования при штамповке других деталей:

5)способ штамповки должен осуществляться в универсаль­ ном штампе сравнительно простой конструкции, надежно рабо­ тающем в условиях горячей штамповки, когда происходит нерав­ номерный нагрев отдельных элементов штампа и засорение его окалиной.

В соответствии с перечисленными требованиями ЦНИИТМАШ разработал применительно к условиям котлостроительных за­ водов штамповку групповым методом осесимметричных деталей диаметром от 1400 до 2800 мм и конструкцию универсального штампа.

Для штамповки деталей в указанных диапазонах размеров ре­ комендовано применять только два универсальных штампа.

Поскольку ни один из известных способов штамповки тонко­ стенных днищ не удовлетворял требованиям групповых методов штамповки, то была проведена специальная разработка способа штамповки тонкостенных днищ, который обеспечивал возмож­ ность его осуществления на универсальном штампе (см. гл. IV, раздел 2).

Принятые способы штамповки осеснмметричных деталей в соот­ ветствии с групповым методом и принципиальная конструкция штампа для их изготовления показаны на рис. 84—91.

Штамп (рис. 84) выполнен для штамповки деталей диаметром 1400—2000 мм. Он состоит из постоянных и сменных деталей. Постоянными деталями являются корпус / с тремя съемниками 3, стойка пуансона 9, стойка верхнего прижима 8 и бандаж матрицы 6, выполняемый для уменьшения массы сменных матричных колец двух размеров — для днищ диаметром 1400—1700 и 1800—2000 мм.

Масса постоянных деталей штампа составляет 75—80% общей массы штампа.

Из сменных деталей наибольшую массу имеет пуансон 2, форма которго соответствует форме внутренней полости штампуемой детали. Согласно ГОСТу на эллиптические днища базовым раз­ мером является внутренний диаметр днища.независимо от толщины стенки. Для принятого штампа ГОСТом определено семь нор­ мальных диаметров днищ — через каждые 100 мм.

Диаметр сменного матричного кольца 5 зависит от базового размера днища и толщины его стенки, поэтому набор матричных колец самый большой по сравнению с наборами других сменных деталей. Однако для штамповки днищ разной формы и других осе­ снмметричных деталей, но одного наружного диаметра, служат одни и те же матричные кольца. Опорное кольцо 7 верхнего при­ жима по внутреннему диаметру выполняется в соответствии с на­ ружным диаметром пуансона, т. е. требуется семь колец с разными внутренними диаметрами. Кольцевую проставку 4 используют только при применении бандажа матриц диаметром 1400—1700 мм.

Днища разной формы и другие осесимметричные детали реко­

нять вытяжкой через кольцевую матрицу «на провал» без приме­ нения верхнего прижима, а днища со средней толщиной стеики —'

2. Конические детали нужно изготовлять вытяжкой (рис. 86) с калибровкой путем прижатия заготовки в конце процесса штам­ повки к калибровочной матрице /, выполняемой по форме наруж­ ной поверхности детали. Чтобы уменьшить массу матрицы, ее

178

устанавливают на подставку 2, которая может быть использована при вытяжке-калибровке и других деталей. Калибровочная мат­ рица центрируется по подставке, а подставка, в свою очередь, по корпусу штампа.

1 5 3 6 7

Корпус подвижной матрицы 2 устанавливают на плунжере нижнего цилиндра. Он центрируется в корпусе штампа и направ­ ляется втулкой 3. На корпусе установлена подвижная матрица 1, выполненная в соответствии с разработанными по данному спо­ собу рекомендациями.

Перед началом вытяжки подвижная матрица поднимается на уровень вытяжной матрицы. При вытяжке подвижная матрица опускается с заданным усилием противодавления.

Подвижную матрицу можно также применять при холодной вытяжке плоских отбортованных и конических днищ.