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

в прикрепляемом на ползуне пресса контейнере, в котором при штамповке она запирается подштамповой плитой, установленной на столе пресса.

Следовательно, при штамповке" резиной жестким является только один рабочий элемент штампа. Второй упругий элемент штампа принимает форму в соответствии с формой жесткого элемента. Благодаря этому отпадает необходимость в точной пригонке рабочих поверхностей двух рабочих элементов штампа, что имеет особо важное значение при штамповке деталей сложной формы.

Давление резины при штамповке достигает 40—1200 кгс/мм2 , поэтому используют специальные сорта резины.

Штамповку заготовок из цветных сплавов — алюминиевых, титановых можно выполнять также в нагретом состоянии до 450° С

в контейнере сверху подушки. В мешок подается жидкость вы­ сокого давления. Такая установка значительно проще и меньше

изготовляют осесимметричные детали типа днищ с фланцем или высокие куполообразные детали высотой, равной двум — четырем диаметрам. Диаметр штампуемых деталей может достигать 2500 мм высота — 2000 мм.

Применение гидравлической штамповки рационально для изготовления деталей толщиной до 3—10 мм (в зависимости от диаметра) из материала с пределом текучести до 40—60 кгс/мм2 , так как тогда могут быть использованы для питания жидкостью непосредственно насосы высокого давления (320—500 ат).

Для получения тонкостенных деталей применяют также г а - з о в у ю ш т а м п о в к у , при которой рабочим телом является нейтральный газ.

11

Для горячей штамповки тонкостенных деталей из специальных сплавов, низкопластичных при нормальной температуре, в послед­

ным низкоплавким металлом или расплавом соли. Откачкой газа из полости матрицы производится формообразование детали. Нагревать заготовку можно и другими специальными методами, например инфракрасными лучами и т. п. Вакуумной штамповкой возможно изготовлять заготовку толщиной до 3 мм из легких сплавов, особенно из сплавов, быстро окисляющихся при нагреве

осуществляется на специальных листоштамповочных молотах, имеющих небольшую скорость бабы в момент удара (до 0,6 м/с). В некоторых отраслях машиностроения листоштамповочные мо­ лоты применяют уже несколько десятилетий. Штамп (пуансон и матрица) выполняется жестким, обычно его изготовляют заливкой по деревянной модели из жесткого легкоплавкого сплава.

При штамповке листовую заготовку укладывают на матрицу и несколькими последовательно нарастающими по силе ударами ей придают заданную форму. В случае необходимости можно применять промежуточные отжиги заготовки, причем предвари­ тельные переходы штамповки производятся в том же штампе.

Листоштамповочные молоты изготовляют с массой падающих частей до '80 т и площадью стола до 1800x3100 мм. На этих же молотах производится также штамповка резиной.

На молотах преимущественно штампуют детали из листовых

возникающих в жидкости при разряде тока высокого напря­ жения. Под действием одного или ряда последовательных разря­ дов плоская заготовка принимает форму матрицы. Этот процесс штамповки используют для получения изделий из алюминиевых, титановых и других специальных сплавов, а также из высоко­ прочных сталей.

Электрогидравлической штамповкой можно изготовлять де­ тали толщиной в несколько миллиметров.

Э л е к т р о м а г н и т н а я ш . т а м п о в к а основана на взаимодействии магнитного поля, образующегося вокруг провод­ ника при прохождении сквозь него импульсного тока большой силы, с магнитным полем, возникающим вокруг заготовки за счет индуктируемого в ней тока. Используется также способ электромагнитной штамповки, основанный на взаимодействии магнитных полей параллельно протекающих токов.

12

Практическое использование электромагнитная штамповка по­ лучила для изготовления деталей со стенками толщиной до 1,5 мм из листовых и трубчатых заготовок.

2.ШТАМПОВКА НА ПРЕССАХ

Вданном разделе рассматриваются только общие технологи­

ческие особенности штамповки на прессах, а теоретические основы

распространена, чем многопереходная штамповка, осуществляется за один переход и значительно реже за два или несколько пере­ ходов. Однако при штамповке за несколько переходов основное формообразование детали выполняется преимущественно за пер­ вый переход, а за последующие переходы формуются отдельные участки — отбортовкаотверстий, местная вытяжка карманов и т. п.

Для штамповки применяются преимущественно специальные листоштамповочные гидравлические прессы простого или двойного

3000 мм. На столе пресса установлено матричное кольцо на под­ ставке, а к ползуну пресса прикреплен пуансон. Перед штампов­ кой плоскую заготовку кладут на верхнюю плоскость матричного кольца и центрируют по упорам. Затем ходом вниз ползуна про­ изводится вытяжка днища. Из матрицы отштампованное днище

ливаемого для предупреждения образования складок на наруж­ ном участке заготовки, . находящемся за пределами рабочего скругления матрицы, т. е. на участке, называемом фланцем за­ готовки. Посредством прижима этот участок зажимается между 4 матричными и прижимным кольцами, что препятствует образо­ ванию складок.

Прижимное устройство на прессах двойного действия крепится к наружному ползуну, и в процессе вытяжки детали усилие при-

13

жима поддерживается давлением жидкости в цилиндрах наруж­ ного ползуна. При использовании прессов простого действия прижимное кольцо крепят к матрице вручную при помощи кли­ новых или эксцентриковых механизмов.

Для иагрева заготовок рядом с прессом обычно устанавливают нагревательную печь.

Рис. 3. Листоштамповочный четырех коленный гидравлический пресс простого действия усилием 4500 тс

Штамповкой на прессах можно получать крупногабаритные толстолистовые детали самых разнообразных форм, причем для формообразования деталей применимы известные способы, ис­ пользуемые при изготовлении тонколистовых деталей.

Применение того или другого способа штамповки в большин­ стве случаев ограничивается размерами деталей, для штамповки которых требуется пресс слишком большого усилия или с боль­ шими габаритами штампового пространства.

14

Штамповка на прессах является наиболее высокопроизводи­ тельным и универсальным способом по сравнению с другими основными способами формовки крупногабаритных толстолисто­ вых деталей, она позволяет получать детали с относительно боль­ шой точностью и требуемого качества.

Благодаря этим преимуществам штамповка на прессах полу­ чила наибольшее распространение. Многие машиностроительные заводы, выпускающие крупногабаритные изделия, оснащены уни­

типоразмера или небольшой группы деталей, отличающихся размерами, требуется специальный штамп. При этом размеры штампа должны превосходить размеры штампуемой детали. Часто бывает необходимо выполнять в штампе рабочие поверхности пуансона и матрицы относительно строго соответствующими друг другу. Вследствие этого штампы имеют большие габаритные размеры и массу, трудоемки в изготовлении, цикл их изготовле­

изделий часто затягивается на длительное время и большая стои­ мость изготовления технологической оснастки вызывает значи­ тельное удорожание штампованных изделий. Этот недостаток становится все более существенным при увеличении размеров штампуемых деталей.

Преодолеть рассматриваемые трудности можно путем широ­ кого внедрения технологии, базирующейся на методах групповой штамповки, которая позволяет в условиях мелкосерийного про­

Проведение этого мероприятия позволяет снизить стоимость комплекта технологической оснастки в несколько раз, а в неко­ торых случаях даже в несколько десятков раз.

Методы групповой штамповки-и принципы конструирования универсальных штампов рассмотрены в гл. V и V I . Теория и тех­ нология малопереходной штамповки рассматриваются в гл. IV.

При многопереходной штамповке, которую также называют •секционной штамповкой, формообразование детали ведется после­ довательно по участкам. Например, борт плоского отбортован­ ного днища загибается за несколько переходов, причем за каждый переход отгибается небольшой секторный участок. Перед каждым следующим переходом заготовка поворачивается на некоторый угол. Штамповка осуществляется за 10—40 переходов.

Принципиальная конструкция универсального листоштамповочного пресса и технологическая оснастка для многопереходной штамповки показаны на рис. 4. Пресс открытого типа с С-образной станиной 1 снабжен двумя вертикальными цилиндрами 2 и 3

15

н одним.горизонтальным 6. У пресса предусмотрено также универ­ сальное поворотное приспособление 5, которое может устанав­ ливаться наклонно, а расстояние между центром поворота за­ готовки и центром стола пресса может регулироваться.

Передний вертикальный цилиндр используется для прижима 'заготовки, а задний — для формовки. Матрица 4 и формующий пуансон 8 небольшие по размерам и имеют весьма простую форму. Направляющий угольник 7 установлен для разгрузки плунжера

тов, отбортовку прямых и криволинейных кромок, а также поперечную и продольную гибку, раздачу, обжим и калибровку концов труб и многие другие. Следовательно, многопереходной штамповкой можно изготовлять самые разнообразные крупнога­ баритные детали. Технология многопереходной штамповки рассмотрнна в гл. IV.

При многопереходной штамповке требуется весьма простая малогабаритная технологическая оснастка, размеры которой во много меньше размеров детали. Однако изготовление деталей многопереходной штамповкой весьма трудоемко.

3. ФОРМОВКА ОБКАТКОЙ И РАСКАТКОЙ

Процессы изготовления крупногабаритных деталей обкаткой и раскаткой являются дальнейшим усовершенствованием и разви­ тием технологии давильных.работ. Формоизменение плоской или предварительно согнутой цилиндрической или конической листо- *вой заготовки осуществляется посредством нажатия одного или двух давильных роликов. При этом заготовка в центре прижи­ мается к вращающейся оправке прижимным устройством.

Под давлением давильного ролика заготовка свертывается в полую деталь и в конце формовки прижимается к поверхности оправки или формообразующему ролику, принимая их форму.

16

Обкатные машины для крупногабаритных днищ обычно выпол­ няют вертикального типа с двухили четырехстоечной станиной (рис. 7).

Вертикальный шпиндель, на верхнем конце которого уста­ новлен пуансон, расположен в центре машины и приводится от электродвигателя через цилиндрический и червячный редукторы. Частота вращения шпинделя 30—90 оборотов в минуту. Матрица «крепится к опорному подшипнику штока гидравлического ци­ линдра, смонтированного на верхней траверсе станины.

1

^ I I I I I I I I I I I I I M J J — i _ m ^ ^

Давильный ролик помещен в специальной каретке, которая может перемещаться в радиальном направлении к шпинделю посредством ходового винта. В каретке давильный ролик может устанавливаться в разных положениях по высоте и ось его может поворачиваться в вертикальной плоскости. Вращение давильного ролика осуществляется за счет контакта с вращающейся заго­ товкой.

Формообразующий ролик имеет вертикальную ось и также может перемещаться в радиальном направлении к шпинделю от самостоятельного привода.

Для центрирования заготовки на пуансоне предусмотрено специальное роликовое устройство (на рисунке оно не показано).

Управление всеми механизмами машины осуществляется с пульта. Транспортировка нагретой заготовки от печи к машине и удаление готового днища производится специальными устрой­ ствами.

Обкатные машины наибольшего размера могут производить формовку днищ их заготовок диаметром до 6350 мм и толщиной до 150 мм. Для формовки днищ небольшого диаметра обкатные машины выполняют с горизонтальным и наклонным шпинделем-

18

В последнее время конструкции обкатных машин значительно усовершенствованы, однако получение днища в пределах допу­ сков на отклонения по форме^(бвальность, скрученность, местные

Рис. 7. Обкатная машина для крупногабаритных днищ

перегибы) во многом зависит от опыта рабочих бригады, обслу­

Раскаткой изготовляют разнообразные осесимметричные де­ тали. Особенно эффективно применение этого процесса для полу­ чения глубоких конических, параболических и других куполо-