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

Отштампованные поковки зачастую имеют разную твердость на отдельных участках, это получается вследствие неравномерного

охлаждения поковки в штампе (различная интенсивность отвода тепла различными элементами окончательного ручья штампа), а также ввиду явления местной нагартовки. Различная твердость может быть функцией разных микроструктур металла. Для сня­ тия внутренних напряжений, снижения сопротивления деформиро­

ванию и повышения пластичности необходимо поковки предвари­ тельно нормализовать или отжечь.

Режим термической обработки должен назначаться в соответ­ ствии с маркой металла по существующим техническим условиям.

Особенно благоприятным для калибровки является предваритель­ ный отжиг поковок, хотя во многих случаях возможно ограничи­

ваться нормализацией. Поковки из сталей аустенитного класса перед калибровкой должны подвергаться закалке с отпуском по

установленным для данных марок сталей режимам. Поковки из малоуглеродистых сталей и алюминиевых сплавов типа Д1 или АК6 перед калибровкой не требуют термической ^обработки.

Подготовка поверхности и сортировка по размерам. Поверхность

поковки перед калибровкой должна быть очищена от окалины и грязи. Тонкая пленка окалины является обязательным спутником поковок. Если окалина и была сбита при штамповке, то в прессе охлаждения после штамповки или при термической обработке тонкий слой окалины появляется вновь. Калибровка окисленных поверхностей поковок приводит к появлению черноты и шерохо­ ватости, нарушающих микрогеометрию поверхности и размерную

точность. Кроме того, окалина ускоряет износ калибрующих штам­ пов. Перед калибровкой рекомендуется двойная очистка поковок:

травлением и в пескоструйной камере или дробеструйная с после­ дующей пескоструйной очисткой. Травление производится в 10— 15%-ном растворе серной кислоты с последующей промывкой в воде. Поковки из алюминиевых сплавов травятся в 10%-ном щелоч­ ном растворе с промывкой водой и последующим травлением в 30%-ном растворе азотной кислоты и промывкой в воде. Ин­ тенсификация процесса травления и промывки достигается подогревом кислотных растворов и промывных ванн до тем­

пературы 60—70°.

Для очистки поковок от окалины и грязи, а также для снятия остатков заусенца целесообразно применять гидро-абразивную очистку (обработка струей воды с большим содержанием абразив­ ных частиц), очистку в ультразвуковом поле и электролитическое

снятие заусенцев.

При горячей калибровке поковок следует рекомендовать на­ грев в печах с защитной атмосферой или гидравлическую очистку

горячей окалины, если нагрев поковок производился в печах без защитной атмосферы.

Предназначаемые для точной калибровки штампованные по­ ковки рекомендуется кроме очистки подвергать «светлому» трав­ лению в растворе соляной кислоты.

Очищенные поковки в случае точной калибровки рекомендует­

ся сортировать по группам отклонений размеров. При этом из од­ ной отштампованной партии создают несколько партий, каждая

из которых имеет свой диапазон рассеиваемых размеров в преде­

ше может быть величина отклонений в размерах поковок, назнача­ емых при сортировке в партию под калибровку. Эта зависимость ■может быть выражена в виде кривой отклонений, асимптотиче­ ски затухающей при больших значениях величин штампуемых пар­ тий.

Если поковка проходит правку, то последнюю необходимо производить обязательно до калибровки. Невыправленный до ка­ либровки стержень поковки сохраняет кривизну после калибровки.

Правку после калибровки делать не рекомендуется, так как ввиду

небольшой точности правочной операции будет нарушена парал­ лельность и соосность откалиброванных частей. В случае больших

372

обжатий головок (в поковках типа рычажков) возникает опас­ ность деформации выправленного стержня за счет большого тече­ ния металла в головках, в этом случае калибровку плоскостей го­ ловок следует производить одновременно с небольшим (на 0,2— 0,3 мм) обжатием поверхности поковки.

КАЛИБРОВКА в штампах

Калибровка придает поковкам большую размерную точность.

Согласно Н. В. Степанову [39] в табл. 70 и 71 указаны допуски на

размеры между калиброванными поверхностями поковок, в зави­

симости от размеров участков, подвергаемых калибровке. Если по­ ковка после калибровки проходит механическую обработку, то в размерах после калибровки предусматривается припуск на обра­

ботку и кузнечный допуск при калибровке. По данным заводов США, при холодной калибровке колебания припуска составляют от 0,15 до 0,45 мм на размер в направлении обжатия и допуски —

Таблица 70

Допускаемые отклонения между калиброванными поверхностями штампованных

с результатами, получе!<ными в произволствеины I условиях.

373

калибровка. В табл. 72 приведены припуски и допуски при кали­ бровке поковок из углеродистой стали средней твердости по дан­ ным промышленности США.

Повышение точности калибровки. Для повышения точности ка­ либровки до 0,03 мм и меньше рекомендуется многократная кали­ бровка, т. е. калибровка одного и того же участка поковки два или три раза с промежуточной (между калибровками) термиче­ ской обработкой для снятия наклепа. При этом предварительную

(первую) калибровку можно рассматривать как подготовку штам­ пованной заготовки с более жесткими припусками и допусками для получения высокой точности после повторной калибровки.

В технологии точной калибровки большое значение имеет сни­

жение выпуклости, получаемой на торце. Величина мениска, оче­

видно, зависит не только от смазки контактных поверхностей, но и отношения диаметра к толщине калибруемой части поковки. Это от­ ношение для стальных изделий не должно превосходить 20, а для алюминиевых сплавов 30 [39]. В тех калибруемых поковках, кото­

рые в чистых деталях имеют отверстия, необходимо последние в

374

Фиг. 203. Штамп для калибровки рычага ручного тормоза.

виде глухих наметок предусматривать уже при штамповке (в кон­ струкциях штампов). Это облегчит процесс деформации калиб­

ровки, снизит отрицательное влияние пирамидального эффекта и обеспечит получение меньшей торцовой выпуклости. Выпуклость

375

может быть уменьшена применением калибрующих штампов с по­

лированной рабочей поверхностью.

Радикальным средством предупреждения выпуклости являет­ ся предусматривание соответствующей (определяемой опытным

путем) вогнутости на рабочих поверхностях калибровочных штам­

пов.

Холодная калибровка является наиболее распространенной по сравнению с горячей. Это объясняется тем, что всякий дополни­ тельный нагрев затрудняет получение высокой размерной точности и заданной чистоты поверхности. Наиболее часто холодная кали­ бровка применяется для получения точных

размеров плоскостей, При плоскостной калибровке, наряду с увеличением размерной точности, улуч-

шается микрогеомет­

рия поверхности поко­ вок. Чистота поверхно­ сти прокалиброванной поковки зависит от чи­

готовки, применяемой смазки и степени деформации при калибровке.

Конструкции штампов для плоскостной калибровки достаточно просты. Штамп представляет собой стальные прошлифованные

(иногда полированные) пластины-плиты, прикрепляемые к под­ штамповым плитам винтами. Подштамповые плиты крепятся к державке и башмаку, как показано на чертеже калибровочного

штампа фиг. 203. В указанном штампе по две калибровочные плит­ ки сверху и снизу, что соответствует двум калибруемым участкам поковки, имеющим разные высоты. Плитки изготовляются из ка­ леной стали.

В некоторых случаях при наличии разных уровней калибруе­

мых плоскостей в поковке делается цельная плитка с соответству­

ющим ступенчатым профилем, как это применено в калибровочном штампе для вилки переключения первой и второй скоростей авто­ мобиля ЗИЛ-5.

Рабочие плитки штампов для плоскостной калибровки обраба­

штамп для калибровки коромысла клапана. После калибровки по­ верхностей 1 производят сверление и развертывание отверстия, а затем коромысло окончательно калибруется и правится в штампе. Стойка 3, в которой консольно укреплен стержень 6 поддержи­

376

вается в верхнем положений при помощи спиральной пружины,

Коромысло клапана надевается на стержень 6 при движении пол*

зуна вниз, верхняя плита штампа давит на стойку 3, заставляя ее опускаться до тех пор, пока коромысло не дойдет до плит 4 и 5,

В этот момент, соответствующий нижнему положению ползуна,

производится калибровка поверхности 2 и правка всего коромыс-*

ла, при которой точно фиксируется положение центральных от* верстий относительно обоих концов.

Если при калибровке происходит значительное смещение объе*

мов металла, сопровождаемое Нагартовкой, то перед механической обработкой необходимо деталь подвергнуть соответствующей тер­ мической обработке для выравнивания механических свойств и снятия внутренних напряжений. Несоблюдение этого требования приводит к тому, что после сверления и разрезки откалиброванных головок отверстия в последних увеличиваются на 0,2—0,1 мм и

больше. Поэтому после плоскостной калибровки головок шатунов рекомендуется производить высокий отпуск для снятия напряже­ ний, а затем сверление, развертывание их до заданного размера и разрезку.

В США калибровка получила широкое распространение, в ви­ де операции допрессовки предварительно отштампованных поко­ вок или отливок из стали и ковкого чугуна. Калибровке часто под­ вергаются такие детали, которые по своей конструкции не выгодно обрабатывать на автоматах для механической обработки. Такие детали штампуются до определенных размеров, нормализуются,

очищаются и калибруются до точных размеров и формы. Типич­ ной для таких деталей является их цилиндрическая форма с от­ ростками, направленными перпендикулярно или параллельно тор­ цу цилиндрической поковки. Применяемые в этом случае сложные калибровочные штампы с производительностью 80—100 шт. в час экономически оправдываются. Калибровка развита в автомобиль­ ном, сельскохозяйственном и паровозном машиностроении. Уста­ новлено, что получать точные размеры поковок калибровкой де­ шевле и проще, чем с применением ковочных штампов. Во многих случаях калибровка производится на кривошипных ковочных прес­

сах, обладающих жесткой конструкцией. Примером холодной объ­ емной калибровки является изготовление хомутика червяка мото­ цикла, показанное в табл. 73. Применение объемной калибровки дало возможность сократить объем механической обработки в 3,4

раза, т. е. на 4,2 мин. на 1 деталь, с уменьшением расхода металла

на 15%.

На фиг. 205 показана отштампованная поковка вкладыша го­ ловки поперечной рулевой тяги (слева) и та же поковка после объемной калибровки (справа), а на фиг. 206 показан штамп для объемной калибровки вкладыша. Поковка вкладыша после штам­ повки должна удовлетворять следующим требованиям: заусенец по ширине вкладыша должен быть не более 1 мм, травление и очист­

ка— в барабане, на сфере и цилиндрической поверхности окалина и вмятины допускаются, перекос при штамповке — не более 0,5 мм.

377-

Покобка с припуском на обработку

42

Фиг. 205. Поковка вкладыша головки поперечной рулевой тяги.