Глава X цехи холодной объемной штамповки

§91. Основные процессы и операции холодной объемной штамповки

К числу формоизменяющих операций, выполняемых в цехах холодной объемной штамповки, относятся выдавливание, высадка, осадка, рельефная чеканка, калибровка и др. Все эти операции в цехах холодной объемной штамповки осуществляются в холодном состоянии. Нагрев при выполнении формоизменяющих операций применяется редко.

Основным и ведущим процессом в цехах холодной объемной штамповки является выдавливание. Различают следующие четыре разновидности выдавливания: прямое, обратное, радиальное и комбинированное. При прямом выдавливании перемещение деформируемого металла совпадает с направлением движения пуансона, при обратном — направлено навстречу движению пуансона, при радиальном — перпендикулярно направлению движения пуансона. При комбинированном выдавливании металл может перемещаться в различных направленияих по отношению к направлению движения пуансона. В большинстве случаев, однако, к комбинированному выдавливанию, при отсутствии специальных указаний, относят совмещение прямого и обратного выдавливания.

Хотя высадка и входит в число операций, выполняемых в цехах холодной объемной штамповки, она в большинстве случаев осуществляется в специальных цехах — цехах холодной высадки, которые рассматриваются в следующей главе. Тем не менее в цехе холодной объемной штамповки, даже при наличии на заводе цеха холодной высадки, может быть установлено несколько холодновысадочных автоматов для выполнения некоторых операций.

Холодная объемная штамповка является одним из наиболее прогрессивных способов изготовления деталей, так как одновременно со снижением трудоемкости дает большую экономию металла, позволяя получать детали практически либо совершенно без отходов, не считая небольших концевых остатков от прутков (полос) или бунтов, либо с незначительными отходами в виде высечек при пробивке тонких перемычек или дна, а также при доделочных механических операциях. В этом огромное преимущество холодной объемной штамповки перед горячей объемной штамповкой и особенно перед механической обработкой резанием, при которой в стружку нередко уходит 70...80% и более металла. Прочность деталей> полученных холодной объемной штамповкой, выше, чем деталей, полученных обработкой резанием, так как волокна 'материала не перерезаются, а располагаются параллельно поверхности детали, а также выше прочности исходного материала вследствие наклепа, вызванного пластической деформацией.

Точность деталей, полученных холодной объемной штамповкой, соответствует 3-му и 4-му классам точности, а шероховатость поверхности — 6...9-му классам шероховатости поверхности. Доля механической обработки резанием при изготовлении деталей холодной объемной штамповкой невелика, так как операции резания чаще всего применяют как доделочные после формоизменяющих операций.

Лимитирующим фактором, ограничивающим применение холодной объемной штамповки, являются низкая пластичность некоторых материалов и недостаточная стойкость инструмента, имея в виду его поломку вследствие высоких удельных нагрузок. Установлено, например, что при выдавливании инструмент является достаточно стойким при давлении на пуансон, не превышающем 2000...2500 МН/м2. Матрицы могут выдерживать более высокие давления, так как они бандажируются. В ближайшие годы этот предел будет доведен до 3500 МН/м2 и даже выше, так как разработаны и проходят испытания новые высокопрочные инструментальные стали с пределом,прочности порядка 4000 МН/мг.

Экономическая целесообразность замены обработки металлов резанием холодной объемной штамповкой определяется величиной минимальной партии, при которой эта замена будет эффективна [63]. Размер минимальной партии зависит от массы деталей и составляет для деталей массой: до 0,1 кг — 10000 шт., до 1 кг — 5000 шт., до 10 кг — 3000 шт., 10—40 кг — 1000 шт. [63].

При изготовлении холодной объемной штамповкой различного инструмента (пресс-форм, штампов) рентабельными оказываются и более мелкие партии, так как при этом длительная прочность рабочих частей штампов (мастер-пуансонов, мастер-матриц), служащих для штамповки этого инструмента, не всегда требуется. Поэтому на них допускаются более высокие нагрузки, чем при обычной холодной объемной штамповке, что обеспечивает возможность изготовления инструмента из высокоуглеродистых и легированных сталей с твердостью в отожженном состоянии до 200 НВ.