Материаловедение и технология конструкционных материалов

Холодную листовую штамповку осуществляют в основном на кривошипных прессах. По технологическому признаку механи­ ческие прессы разделяют на прессы простого, двойного и трой­ ного действия (соответственно одно-, двух- и трехползунные). Кинематическая схема кривошипного листоштамповочного прес­ са простого действия во многом аналогична схеме кривошипного горячештамповочного пресса.

Пресс двойного действия (рис. 17.47) предназначен для глу­ бокой вытяжки крупных деталей. Он имеет два ползуна — внут­ ренний 3 с приводом от кривошипа и наружный 2 с приводом от кулачков 1, закрепленных на валу. Вначале наружный ползун обгоняет внутренний и прижимает фланец заготовки к матрице. Во время вытяжки пуансоном, закрепленным на внутреннем ползуне, наружный ползун неподвижен. По окончании вытяжг ки ползуны поднимаются.

Рис. 17.47. Схема однокривошипного пресса двойного действия

Для холодной штамповки крупногабаритных изделий исполь­ зуют гидравлические прессы.

В качестве инструмента при холодной листовой штамповке используют штампы. Они состоят из блоков деталей и рабочих частей — матриц и пуансонов. Рабочие части непосредственно деформируют заготовку. Детали блока (верхняя и нижняя плиты, направляющие колонки и втулки) служат для опоры, направле­ ния и крепления рабочих частей штампа. По технологическому признаку различают штампы простого, последовательного и со­ вмещенного действия.

В штампе простого действия (рис. 17.48) за один ход ползу­ на выполняется одна операция, поэтому его называют одноопера­ ционным. Нижней плитой штамп устанавливают на стол пресса и крепят к нему болтами и скобами, верхнюю плиту небольших штампов крепят к ползуну с помощью хвостовика, а верхнюю плиту крупных штампов крепят к ползуну так же, как и ниж­ нюю плиту, к столу пресса. Полосу или ленту подают в штамп между направляющими линейками до упора, который ограни­ чивает шаг подачи полосы или ленты. Для снятия высечки с пу­ ансона служит съемник.

1 2 3 4 5

Рис. 17.48. Штамп простого действия для вырубки:

1 — съемник; 2 — направляющие линейки; 3 — упор; 4 — матрица; 5 — матрица-держатель; 6 и 10 — нижняя и верхняя плиты; 7 — направляю­ щая колонка; 8 — направляющая втулка; 9 — пуансонодержатель; 11 — хвостовик; 12 — пуансон

Вштампе последовательного действия за один ход ползуна выполняют одновременно две или больше операций в различных позициях, а заготовка после каждого хода пресса перемещается на шаг подачи. На рис. 17.49 представлена схема штампа по­ следовательного действия для пробивки и вырубки. За каждый ход пресса происходит подача заготовки до упора 1, затем пуан­ сон 3 пробивает отверстие в заготовке, а пуансон 2 при следую­ щем ходе пресса производит вырубку детали.

Вштампе совмещенного действия (рис. 17.50) за один ход пол­ зуна пресса две и более операции выполняются в одной позиции без перемещения заготовки в направлении подачи. При движении

5 4

Рис. 17.49. Штамп последовательного действия для пробивки и вырубки:

1 — упор; 2 — пуансон вырубки; 3 — пуансон пробивки; 4 — матрица про­

бивки; 5 — матрица вырубки

7

Рис. 17.50. Схема штампа совмещенного действия для вырубки и вытяжки:

1 — упор; 2 — прижим; 3 — съемник; 4 — выталкиватель; 5 — пуансон вы­ рубки и матрица вытяжки; 6 — полоса; 7 —* пуансон вытяжки; 8 — матрица вырубки; 9 — отход; 10 — вырубленная заготовка; 11 — начало вытяжки; 12 — изделие

ползуна вниз пуансон 5 и матрица 8 производят вырубку заготов­ ки из полосы 6, а пуансон 7 — одновременно вытяжку изделия в матрице 5. Последовательность операций вытяжки обозначе­ ны на рисунке позициями 10...12.

Штампы последовательного и совмещенного действия назы­ вают многооперационными. Они производительнее одноопера­ ционных, но сложнее и дороже в изготовлении. Их используют в крупносерийном и массовом производстве.

Специализированные процессы “17.6~~. обработки металлов давлением

Кроме рассмотренных выше процессов штамповки на универ­ сальных кузнечно-штамповочных машинах применяются спе­ циализированные процессы штамповки на машинах узкого тех­ нологического назначения. Основные из них — штамповка на ротационно-ковочных машинах; вальцовка (штамповка на ковоч­ ных вальцах); поперечная, поперечно-клиновая, поперечно-вин­ товая прокатки; раскатка кольцевых заготовок; накатка зубчатых колес и звездочек.

Ротационно-ковочные машины предназначены для протяж­ ки путем обжатия в холодном и горячем состоянии сплошных круглых и квадратных заготовок и труб периодически сходя­ щимися (пульсирующими) бойками. По длине изделия можно получать переменными-по форме и размерам. Высокие точность и качество поверхности во многих случаях исключают необхо­ димость в последующей обработке изделий резанием. Принцип

б

-ЕЕЕЗэ -ЕЕЗзэ

еО еэ-ееЕ Зз3

-£ЕЕЕЭ»- ЕЕЭЭЕНП

Рис. 17.51. Схема штамповки на ротационно-ковочной машине (а) и примеры типовых деталей, получаемых ротационной ковкой (б)

действия машины (рис. 17.51) основан на том, что при вращении шпинделя 4 бойки 2 благодаря роликам 3, помещенным в обой­ ме 5, скользят в пазах шпинделя и ударяют по заготовке 1. После каждого удара бойки отбрасываются от заготовки центробежной силой.

Вмашинах другого типа бойки не вращаются и приводятся

всоударение с заготовкой от вращающейся обоймы с роликами.

Бойки возвращаются в исходное положение под действием воз­ вратных пружин. Эти машины применяют для протяжки квад­ ратных заготовок. Современные машины работают автоматиче­ ски по заданной программе и совершают до нескольких тысяч ударов в минуту.

В ковочных вальцах (рис. 17.52) деформирование заготовки 1 осуществляется во вращающихся секторных штампах 4 я 6, за­ крепленных на валках 3 и 7. В момент расхождения секторных штампов заготовку 1 подают до упора 2 клещами 5. При вращении валков заготовка обжимается в соответствии с профилем штам­ пов и выдается из вальцов в сторону вальцовщика. Вальцовка по такой схеме называется формовочной и служит для предваритель­ ного профилирования заготовок удлиненной формы (шатунов, рычагов, гаечных ключей) перед последующей штамповкой на другом оборудовании. Достигаемое при этом перераспределение металла по длине заготовки с учетом формы и сечений поковки позволяет существенно снизить отходы металла и повысить про-

в

0 = ©

0 = 0 = 3 -

Рис. 17.52. Схема вальцовки (а) и примеры получаемых заготовок (б) и поковок (в)

изводительность труда при штамповке. Профилирование загото­ вок на вальцах и их штамповку производят с одного нагрева.

При поперечной прокатке инструмент придает заготовке вра­ щательное движение, поэтому ее разновидности поперечно­ винтовая и поперечно-клиновая — служат только для обработки тел вращения. Данный процесс более чем в десять раз произво­ дительнее обработки на токарных автоматах и при этом расход металла уменьшается на 30...60 %. Поперечно-винтовая про­ катка рассмотрена выше (см. рис. 17.6). Поперечно-клиновая прокатка (рис. 17.53) может осуществляться в различных ста­ нах: валковых, валково-сегментных, двухсегментных и станах с плоскими плитами.

Рис. 17.53. Поперечно-клиновая прокатка

Раскатка кольцевых заготовок осуществляется в процессе деформирования валками на специализированных кольцера­ скатных машинах и применяется при изготовлении кольцевых деталей диаметром 60...7000 мм и шириной, соответственно, 5. ..1200 мм и массой от нескольких десятков граммов до 12,5 т. В зависимости от поставленных задач, габаритов и материала из­ делий раскатку выполняют в горячем или холодном состоянии.

Существуют различные схемы раскатки. Наиболее распростра­ ненной является открытая раскатка (рис. 17.54, а). Исходная заготовка 5 помещается между валками / и 3, один из которых, обычно наружный, является приводным, а второй вращается за счет сил трения от контакта с заготовкой. Один из валков (1) со­ вершает возвратно-поступательное перемещение, воздействуя на заготовку с усилением, необходимым для ее деформирования. Увеличиваясь в диаметре, заготовка в течение всего процесса деформирования соприкасается с двумя свободно вращающи­ мися направляющими валками 2 и 6, которые прижимаются к ней с определенным усилием. Одновременно с заготовкой кон­