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

Выталкиватель 9 служит для выталкивания (вверх) выдавленных изделий. Направляющая втулка и выталкиватель — сменные, их размеры зависят от размеров выдавливаемых изделий. Мостик че­ люстного сбрасывателя 5 перемещается по направляющим и при­ водится в действие ползуном пресса. В исходном положении он удерживается пружинами. Размеры челюстей 6 сбрасывателя за­

висят от размеров выдавливающей втулки. Особое значение в рас­ сматриваемом штампе имеет качество и термическая обработка

материала для обоймы 3, которая испытывает значительную на­ грузку. Для обоймы была выбрана хромомарганцевая сталь с со­ держанием 1% Мп, 0,5% Сг, 0,6% С и 0,5% Si.

Выдавливающая втулка имеет зажимную часть для крепления и рабочую часть. Зажимная часть образована конической и ци­ линдрической поверхностями. Диаметр и глубина полости в верх­ ней части выдавливающей втулки определяются формой верхней части пуансона. Выдавливающая втулка в месте В' (фиг. 150) не

должна быть меньше сечения рабочей части. Рабочую часть втул­

Выдавливающий пуансон размещен в выдавливающей втулке подвижно. Опорная часть пуансона представляет собой головку диаметром d' = d + 3 мм, высотой h = Q,ld>. Радиус закругления рабочей части пуансона г = 1,5 мм обусловлен формой основания полости выдавливаемого изделия. Глубина полости h\ в выдавли­ вающей втулке определяется ходом выдавливающего пуансона при выдавливании. Высота h\ пространства в опорной части втул­

ки соответствует верхнему положению пуансона, т. е. расстоянию между головкой пуансона и дном полости в опорной части втулки,

получаемому по окончании операции выдавливания. Это прост­ ранство должно быть больше высоты сбрасывателя. Ход на участ­

ке пути h' пуансон совершает будучи увлекаем течением выдавли­

ваемого металла. Удлинение пуансона I' задается по глубине стаканчика или по высоте заготовки с отверстием. В момент сопри­

касания рабочей части выдавливающей втулки с вложенной в мат­ рицу заготовкой пуансон должен пройти через отверстие заготовки или слегка продавить дно стаканчика.

На фиг. 151 показана матрица 1, применяемая при прямом вы­ давливании. Внешняя форма матрицы конусообразная. Угол мат­ ричного конуса берется 126°. Гнездо матрицы по высоте имеет ци­ линдрическую форму. В верхней рабочей части вход в матрицу

расширен. Рабочую глубину h\ определяет высота заготовки, а также требование вводить выдавливающую втулку в полость мат­ рицы не менее чем на 10 мм при касании торца втулки с заготов­ кой. Переход матрицы диаметром D в полость диаметром Dx имеет

скругление радиусом rx = D—Dt. Очко матрицы ниже расширяет-

261

собить его для выдавливания уд­

линенных деталей. Выталкиватель 8 в исходном положении отстоит

от плиты 7 не менее чем на 3 мм. Выдавленная деталь снимается

с пуансона с помощью сбрасывателя со сменным кольцом 9, диа-

262

метр которого определяют по диаметру пуансона. Наиболее ответ­

ственной является рабочая часть выдавливающего пуансона. Рабо­

чая концевая часть пуансона имеет форму конической поверхности, что облегчает движение металла и снижает удельное давление при выдавливании. Рабочая форма пуансона определяется диаметром D (фиг. 153). Наименьшая высота цилиндрической части головки пуансона берется 2 мм. С увеличением диаметра пуансона увеличи-

торного отпуска прошлифовать до получения требуемых размеров. Для предупреждения образования 'трещин при термической обра­ ботке переходы между отдельными сечениями пуансона должны быть плавными. Макроструктура металла пуансона должна быть ориентирована параллельно продольной оси симметрии. После окончательной шлифовки рабочая часть пуансона должна быть со­

осной с его крепежной частью. Форма рабочей части пуансона дол­ жна быть симметричной, иначе пуансон может изгибаться и давать

разностенность выдавленной детали. Припуски под центровые от­ верстия после изготовления пуансона отшлифовываются, а рабочая часть полируется до блеска.

Внешняя форма матрицы для обратного выдавливания схожа,

с матрицей для прямого процесса. Форма гнезда матрицы, в основ­ ном, определяется формой выдавливаемого изделия. Сопряжение

стенок гнезда матрицы с ее наружной (верхней) плоскостью вы-1

полняется обычно с закруглением со скошенными краями. Благо­

даря этому заготовка легко вкладывается в матрицу, и предотвра-i вдается стирание фосфатного слоя с заготовки. Гнездо матрицы!

263

имеет слегка коническую форму с расширением кверху под углом

0;5_ 1°. Уклон стенок матрицы облегчает удаление выдавленной детали и обеспечивает центрирование заготовки. Уложенная в матрицу заготовка должна быть, по крайней мере, на 4 мм ниже верхней плоскости матрицы, что и определяет ее высоту при про­

ектировании. Боковые стенки гнезда матрицы сопрягаются с ее дном по радиусу, который повышает эффективность термической

обработки и увеличивает прочность матрицы. В дне матрицы пре-,

дусматривается отверстие для выталкивателя. Толщина дна

(в месте отверстия) должна быть достаточной для обеспечения правильного направления нижнего выталкивателя. Толщина дна

матрицы принимается равной двум диаметрам скалки выталкива­ теля. Отношение квадратов диаметров гнезда матрицы и отвер­ стия в нем обычно изменяется от 2 до 4. Меньшее отношение долж­ но приниматься при выдавливании изделия из стали с меньшим содержанием углерода (до 0,15%) при малых диаметрах матрицы.

Большая величина для сталей с большим содержанием углерода (выше 0,2%). Когда дно штамповки должно быть ровным, более выгодно указанное отношение принимать равным 2. Выталкива­ тель закрывает отверстие в дне матрицы и служит для выталкива­ ния выдавленной детали. Его диаметр берется по диаметру отвер­ стия в дне матрицы. Рабочий торец выталкивателя (если допу­

скает форма изделия) делается конусообразным. Длина выталкивателя берется такой, чтобы обеспечить выталкивание вы­

давленной детали, по крайней мере, на уровень верхней плоскости матрицы. Непосредственно перед выдавливанием выталкиватель может выступать из дна матрицы, но не более как на 0,1 мм.

Для прямого выдавливания деталей из цветных металлов и сплавов конструктивная форма матрицы и размеры отдельных ее

элементов показаны в табл. 43. В большинстве случаев торец пу-

Таблица 43

Конструктивные размеры матриц для прямого выдавливания изделий из цветных металлов и сплавов

•264

аксона берется ровный. Сопряжение торца с боковой цилиндриче­ ской частью пуансона выполнено в виде скосов с углом от 0 до 15°. Все рабочие элементы матрицы и пуансона после шлифовки поли­ руются до зеркальной поверхности по классу WVV Ю—WVV1U за исключением торцовой рабочей части пуансона, которая должна быть шероховатой (V\/4). При обратном выдавливании деталей из цветных металлов и сплавов в более тяжелых условиях находится пуансон. Его прочность во многом зависит от длины вы­ давливаемого изделия. Для повышения прочности пуансоны сле­ дует делать возможно короткими. Нерабочая часть пуансона де­ лается на 1—2 мм тоньше диаметра рабочего торца. Оптимальной

рабочей формой пуансона считается коническая форма с неболь-

Фиг. 154. Возможные формы пуансонов А и матриц Б для обратного выдав­ ливания изделий из цветных металлов и сплавов.

шим затуплением в вершине конуса. Скругления на кромках пуан­ сона должны быть выполнены радиусом, равным 0,5—1,0 мм. Ра­ бочий поясок пуансона после шлифовки тщательно полируется,, что значительно повышает стойкость пуансона.

На фиг. 154 приведены эскизы вариантов конструктивных форм

пуансонов и матриц для обратного выдавливания цветных метал­ лов и сплавов. У пуансона а торцовая поверхность, скошенная под углом, создает направление течению металла. Величина этого угла берется равной 125—130°, что наиболее благоприятствует процес­ су выдавливания.

Пуансон б имеет плавный переход на торце, выполненный ра­ диусом, равным 1,5 диаметра пуансона. Данная конструкция тре­ бует увеличения потребного давления на 10%. Наилучшей формой пуансона является форма в. Матрица типа III в сочетании с пуан­ соном а и в может снизить потребное давление на 50% против

конструкции типа II в сочетании с пуансоном б. Наилучшей ра­

бочей формой матрицы является конструкция типа I, которая в

265

ГЛАВА V

ШТАМПОВКА КРУПНЫХ точных поковок

Отличительной особенностью развития кузнечно-прессового производства за последние годы является применение мощных конструкций кузнечно-прессовых машин. В ряде стран установле­ ны и проектируются прессы и молоты с мощностями, значительно превышающими мощности существовавших ранее машин. Так, в 1944 г. был установлен пресс усилием в 18 000 т. Одновременно были спроектированы и в настоящее время установлены два прес­ са усилием по 16 500 т; имеются сверхмощные прессы усилием в

45 000 т. Кроме того смонтированы: паровой молот для штамповки крупных стальных поковок с номинальным весом падающих час­

Современные уникальные гидравлические прессы имеют боль­

шие габариты столов и ползунов, что при больших усилиях при­

водит к необходимости применения новых конструктивных схем,

сборных конструкций узлов и отдельных деталей. Прессы усили­ ем свыше 25 000 т изготовляются шести-восьмиколонными, так как

■при изготовлении их четырехколонными потребовалось бы иметь такие колонны, которые по своим габаритам оказались бы за пре­ делами производственных и транспортных возможностей.

изготовления такой колонны в кузнечном цехе потребовался сли­ ток весом 269 т.

Пресс усилием 45 000 т фирмы «Места» имеет восемь колонн с наружным диаметром 1016 мм и длиной 23 164 мм. Вес одной ко­ лонны в обработанном виде 137 т.

Трудности получения отливок для подобного рода прессов по­ требовали применения принципиально новой конструкции пресса с

пластинчатыми сборными колоннами, передающими усилие молот­ ковыми головками, и с траверсами, собранными из отдельных плит

(фиг. 155). Рабочие цилиндры пресса размещены под столом, яв­

ляющимся для них опорой. Нижнее расположение цилиндров

267

Таблица 44

Характеристика крупных штамповочных гидропрессов [34]

шее увеличение веса падающих частей лимитируется: трудностями создания мощных шаботов; ограничениями в возможности рас­ ширения размеров штампового пространства; возрастанием коле­ баний грунта; значительным расширением размеров фундамента.

Вот почему при переходе на штамповку крупногабаритных поковок предпочтение следует отдавать бесшаботным молотам. В бесша-

ботных молотах осуществлен принцип соударения двух подвиж­ ных систем — баб. Ударной нагрузке в основном подвергаются

только бабы и штампы. Лишь в случае эксцентричного удара пе­ редается на станину небольшое усилие, возникающее в момент удара между поковкой и штампом. На фундамент усилия не пере­ даются, поэтому у бесшаботных молотов фундамент в 8—10 раз

меньше по объему, чем у шаботных молотов.

На фиг. 156 [21] приведено сравнение некоторых размеров мощ­ ных штамповочных машин. Принцип действия машин оказывает решающее влияние на вес и габариты машин. Вес бесшаботных молотов в 10—15 раз меньше веса гидравлического пресса, экви­

валентного по мощности, и значительно легче веса шаботного мо­ лота. Бесшаботный молот с энергией удара 50 000 кГм имеет ко­

эффициент веса k = — =0,011 (тогда как у гидравлического пресса

k—0,173), где Р —; номинальное усилие машины, a G — вес машины.

269