книги из ГПНТБ / Повышение точности поковок С. И. Ключников. 1960- 23 Мб

риодического профиля, фасонной заготовки, откованной на валь­ цах. Для поковок с резко меняющейся площадью поперечного се-

чения целесообразно проектировать штампы с размещением на

ручьевой вставке формы для двух поковок валетом, с тем, чтобы суммарное сечение их было по возможности равновелико по пйбу щади во всех местах. В таких штампах штампуются, напри{4ёр, fto-

ковки наконечника балки передней оси, сошки рулевого управле­ ния, кулачки, шатуны и др.

Разрез по ДА

Рассмотрим некоторые примеры штамповки поковок на криво­

шипных ковочно-штамповочных прессах с получением относитель­

но высокой точности.

Штамповка кривошипа. Ввиду сложной формы поковка криво­

шипа изготовляется комбинированным способом [44].

Наличие большого фланца, переменных сечений в плече и рез­ ко отличных сечений в цапфах дает основание для предваритель­ ного получения фасонного профиля заготовки на горизонтально­ ковочной машине. Кривошип штампуется из заготовки диаметром

40 мм, длиной 482 мм. На горизонтально-ковочной машине 4" за пять переходов производится предварительное распределение

Фасонная заготовка после нагрева штампуется на кривошипном ковочно-штамповочном прессе усилием 2270 т в штампе с тремя ручьями: гибочном, предварительном и окончательном.

200

201.8--- Ч Г---- 7ТТ.---3 8

Фиг. 113. Вставка окончательного ручья а и чертеж iWko&kh'кривошипа б.

Применяемый для штамповки на прессе пакет показан в соб­ ранном виде на фиг. 112. Призматические ручьевые вставки мон­

тируются на пакете в следующем порядке: слева сбоку — гибочный ручей 1, справа и слева на равных расстояниях от центра — пред­ варительный 2 и окончательный ручей 3. Предварительный и окон­

чательный ручьи штампа снабжены выталкивателями, имеющими

центрирования установки заготовки в ручей. После осадки заготов­

ка переворачивается на 180° и переносится в ручей предваритель­ ной штамповки (II переход). В нижней части этого ручья имеется

углубление диаметром 78 мм, необходимое для центрирования ус­ тановки заготовки. Окончательная форма поковке придается в ручье окончательной штамповки (III переход). Заполнение метал­

202

лом окончательной формы поковки, в основном здесь происходит за счет осадки.

На фиг. 115 приведен чертеж штампа в виде поперечного раз­

реза по оси окончательного ручья и самого штампа. Каждый ру­ чей штампа состоит из двух цилиндрических вставок (нижней и верхней). Ввиду больших плавных переходов, предусмотренных в

предварительном ручье, выталкиватель для него не требуется. В центре нижней вставки окончательного ручья (фиг. 115) 1 имеется

Фиг. 115. Разрез открытого штампа для штамповки шестерни.

отверстие, равное внешнему диаметру нижней ступицы шестерни (79,2+0,1 мм). В это отверстие вставляется нижний выталкиватель

2 (диаметр 79 мм). Верхний торец выталкивателя имеет

выступ, которым формуется углубление в нижней ступице поковки. Выталкиватель опирается на толкатель 3, буртик которого в свою очередь опирается на выточку в нижней подушке. Верхняя полость ручья образуется вставкой 4, пуансоном 5 с заплечиками и верх­ ним выталкивателем 6. Выталкиватель 6 приводится в действие от

выталкивающих шпилек 8 через планку 7.

Технологический процесс штамповки состоит из следующих опе­

раций: резки штучных заготовок диаметром 75 мм, длиной 132 мм\ нагрева заготовок; штамповки и обрезки заусенца.

Штамповка производится на кривошипном ковочно-штампо­ вочном прессе усилием 1600 т в три перехода, причем каждый пе­ реход осуществляется за один ход пресса. Ввиду высокой произво­

дительности штамповки (1200—1400 поковок за смену) наблюдает­

ся сильный разогрев штампов, в результате чего на поверхности предварительного и окончательного ручьев появляются разгарные трещины. Для предупреждения образования сетки трещин рекомен­ дуется производить смазку и охлаждение штампа. Смазка состоит

203

из смеси мелкоразмолотогб графита и воды (0,75 чайного стакана

графитового порошка нВ Ведро воды).

При нанесении бмшУки на поверхность ручьев вода, испаряясь, охлаждает штамй, а графитовые частицы, равномерно распределен­ ные по поверхности ручья, выполняют роль смазки.

Точная штамповка в закрытых штампах. Штамповка в закры­ тых штампах на прессах вертикального типа приобретает все боль­ шее распространение. Уже наметились основные направления раз­ личных способов штамповки в закрытых штампах, позволяющие свести их, в основном, к двум схемам: штамповке в.штампах с цель­ ноблочными матрицами и штамповке в штампах с разъемными матрицами.

Кроме того, закрытые штампы могут быть дифференцированы по роду привода (гидравлическому, электромеханическому, пнев­ матическому) и по роду затворов для закрывания матриц (клино­

вых, колено-рычажных, обоймовых).

Штамповка в штампах с цельноблочными матрицами. Штам­

повка точных поковок в цельноблочных матрицах впервые начала применяться при обработке цветных металлов и сплавов. В отличие от стальных поковок штамповка цветных металлов и сплавов про­ изводится в узком интервале температур. Если латунь при свобод­ ном осаживании способна эффективно деформироваться в интер­ вале температур 650—700° со степенью деформации лишь не более 35%, то при деформировании в закрытом штампе удается получить,

степень деформации, равную 77%. Это объясняется тем, что при деформировании в закрытой полости (без щели по контуру для вы­ текания заусенца) создается наиболее напряженное состояние и наибольшая пластичность деформируемого сплава, когда глав­ ные сжимающие напряжения имеют максимальные значения, а растягивающие — почти отсутствуют. Ограниченный интервал температур штамповки цветных сплавов требует сосредоточенной деформации, что хорошо обеспечивается на прессах за один ход вместо нескольких ударов при дробной штамповке на молотах, С

потерей при этом пластичности.

Штамповка в закрытых штампах на фрикционных прессах при­ меняется для поковок весом до 3 кг. Ребристые поковки должны иметь стенки толщиной не менее 4 мм и лишь для самых мелких возможно допустить до 2 мм. Выемки и полости в поковках не должны иметь внутренних подрезов и поднутрений. В наружных контурах не должно быть выступов и подрезов, препятствующих извлечению поковок из матрицы. При изготовлении поковок с глу­ бокими полостями необходимо предусматривать в штампах зазоры между пуансоном и соответствующим участком матрицы не менее 3 мм. Сечение поковки по мере удаления ее от вертикальной оси должно постепенно уменьшаться. В асимметричных поковках вы­ ступы не должны выходить за габариты поковки на размер, превы­

шающий диаметр или ширину поковки.

На фиг. 116 показан закрытый штамп для точной штамповки на фрикционном прессе асимметричной поковки с переменными се­

204

чениями 125]. Процесс штамповки происходит осадкой в комбина­ ции с прямым истечением металла.

Отштампованные в закрытом штампе поковки из цветных спла­ вов имеют штамповочные уклоны от 0 до 3° для наружных и от

3 до 6° — для внутренних поверхностей. При штамповке поковок

высотой до 40 мм на фрикционном прессе уклоны назначаются от

0 до 1°.

Размерная точность поковок зависит от точной дозировки объе­ ма металла заготовки и точности изготовления штампа. Представ­ ляется целесообразным рекомендовать применение прессованных

Фиг. 116. Закрытый штамп для точной штамповки асимметричной поковки:

1 — матрица; 2 — пуансон; 3 — выталкиватель; 4 — шпилька;

прутков цветных сплавов, дающее возможность повысить точность резки прутков (по объему), ввиду точных допусков прутков по диа­ метру. Чистота поверхности отштампованных поковок зависит от чистоты отделки поверхности окончательного ручья штампа и мо­ жет достигать чистоты, эквивалентной шлифовке (при нагреве) и полировке (при штамповке без нагрева).

Для предупреждения образования торцового заусенца зазор между пуансоном и матрицей должен колебаться от 0,05 до 0,10 мм. Наибольшему износу в штампах подвергаются матрицы, в особен­

ности их выступающие части. С учетом этого в конструкциях штам­ пов предусматриваются сменные матрицы, закрепляемые в наруж­ ную обойму или в промежуточную внутреннюю обойму. Имея комплект сменных внутренних обойм (колец), можно в одном и том же штампе устанавливать матрицы различного наружного диа­ метра. Подобная конструкция штампа показана на фиг. 117. Мат­ рица является составной по окружности. Чтобы не увеличивать диа-

205

метр матрицы 3 в соответствии с внутренним диаметром обоймы /, применены переходные кольцевые обоймы 5. С целью охлаждения штампа на внутренней поверхности обоймы 1 вытачиваются кана­

Выталкиватель

Фиг. 118. Предварительный а и окончательный б штампы для точной штам­ повки пустотелой поковки г; в — та же поковка, отштампованная в откры­ том штампе.

фиг. 118, а окончательного ручьев штампов для точной штамповки поковки. Сравнение данной поковки, отштампованной в открытом штампе (на молоте) и в закрытом штампе (см. фиг. 118,в и а), по­ казывает, что отличие в их конфигурации дает уменьшение веса

206

точной поковки на 15,5%. Данная поковка перед штамповкой тре­ бует применения предварительной осадки для облегчения усло­

вий истечения металла под действием пуансона в окончательном штампе. Штампы изготовляются с замками, обеспечивающими цен­ трирование пуансона, для предупреждения разностенности в по-

ковках. Окончательный штамп (фиг. 118,6) состоит из верхней и нижней подушек, к которым с помощью клина крепятся съемный пуансон и матрица.

Извлечение поковки из матрицы произ­ водится с помощью выталкивателя.

Из указанного вытекает, что штамповку в закрытых штампах наиболее целесооб­ разно применять при изготовлении следую­ щих деталей: цилиндрических, в виде вту­ лок с фланцами, с переходами, с приливами и выступами; тонких стержней с большой го­ ловкой, как микрометрические винты и пр.; шестерен и червячных колес; фланцев и фа­ сонных шайб; плоских деталей с отношени­

ем ширины их к длине не более 1 :2; фасон­ ных гаек; шаровых опор и пр.

Заслуживает внимания технологический процесс изготовления точной детали корпу­ са сигнализатора (фиг. 119). Раньше кор­ пус сигнализатора делали съемным из двух деталей: холоднотянутого латунного балло­ на и точеной латунной гайки. Баллон изго­ товлялся холодной вытяжкой из ленты тол­

фиксируется по наружному диаметру. При движении ползуна прес­ са вниз матрицы 3 и 4 плотно соприкасаются со вставкой, затем заготовка подается пуансоном 5 в полость матрицы, после чего

начинается штамповка. При раскрытии штампа полуфабрикат в виде, показанном на фиг. 120,в, снимается с пуансона 5 вставкой 1 съемника, а из ‘матрицы (если полуфабрикат остается в ней) он удаляется жестким выталкивателем 6.

Второй переход (окончательная штамповка) осуществляется во втором штампе (фиг. 120,6). Полуфабрикат, имеющий утолщенное

207

дао, фиксируется на пуансоне А. При штамповке металл течет в зазор между пуансоном и матрицей Б, что обеспечивает получение поковки с необходимыми размерами по высоте и толщине стенки. Удаление поковки из штампа производится так же, как и в первом штампе. В результате штамповки в закрытом штампе с цельными

матрицами достигнута высокая размерная точность, исключившая

Фиг. 120. Штампы предварительного а и окончательного б переходов при точной штамповке корпуса сигнализатора; в — поковка после предвари­ тельного первого перехода:

7 _ вставка; 2 — съемник; 3 — нижняя часть матрицы; 4 — верхняя часть матрицы; 5 — пу­ ансон; 6—жесткий выталкиватель.

полностью механическую обработку. Прежний и новый технологи­ ческий процесс изготовления корпуса сигнализатора показан на фиг. 121.

Штамповка фланца полуоси переднего моста [32]. Штамповка

фланца производится на кривошипном ковочно-штамповочном прес­ се усилием 1600 т в закрытом штампе, имеющем три перехода с цельными матрицами. В первом переходе производится полусво­ бодная осадка заготовки при наличии в нижней части штампа цен­ трирующего пояска диаметром 72 мм для установки исходной за­ готовки и выемки диаметром 55 мм, для фиксации заготовки во

втором ручье. Для обеспечения более концентричной осадки в пуан­ соне первого ручья (первый переход) предусматривается центри­ рующее углубление. Уклон под фланцем в 10° улучшает центровку

208

первого перехода во втором ручье, где сохраняется такой же угол

(10°) выходного конуса. Переходы штамповки приведены на фиг. 122.

Пруток ЛС59~1

б)

Фиг. 121. Старый а и новый О технологические процессы изготовления кор­ пуса сигнализатора температуры.

Фиг. 122. Переходы I, II, III при штамповке точных поковок фланца полу­ оси переднего моста автомобиля.

Диаметр фланца 136 мм, длина хвостовой части и угол накло­ на 10° во II переходе были выбраны в процессе наладки, как обес­ печивающие получение в III переходе длину хвоста 81 мм, диаметр

бурта под фланцем 115 мм и предупреждающие получение зажи­ ма под фланцем. Длина пленки на дне поковки должна быть не