117

направлении, обратном движению пуансона. Прессование производится на гидравлических прессах с усилием 300 – 25 000 т.

Рис. 4.17. Схемы прессования изделий

4.4.4. Волочение. Волочением получают проволоку, прутки, стержни и трубы (рис. 4.18, а). Технологический процесс волочения состоит в протягивании прокатанных или прессованных заготовок через отверстие в матрице (волоке), поперечное сечение которого меньше диаметра заготовки.

Рис. 4.18. Примеры профилей, получаемых волочением, и схемы волочения прутков, проволоки и труб:

1 – смазочная воронка; 2 – рабочий конус; 3 – калибрующий пояс; 4 – выходной конус

Волочением изготавливают прутки, проволоку диаметром от 10 до 0,002 мм (рис. 4.18, б), трубы диаметром до 500 мм и толщиной стенки 0,1–10 мм высокой точности с блестящей поверхностью. Волочение труб без оправки (рис. 4.18, в) производится при уменьшении только диаметра трубы, с оправкой – при уменьшении диаметра и стенки трубы (рис. 4.18, г). В процессе волочения металл разогревается.

4.5. Кузнечно-штамповочное производство

118

4.5.1. Ковка. Ковка – процесс деформирования нагретой заготовки последовательным ударным воздействием молота или закрепленного в нем инструмента.

Ковка бывает машинной (на молотах и прессах) или ручной. Изделие, полученное ковкой, называется поковкой. Поковки имеют разнообразную форму и по массе могут быть от нескольких граммов до 300 и более килограммов.

Самое сложное по форме металлическое изделие можно получить, выполняя в определенной последовательности ос-

новные операции ковки: осадку, вытяжку, рубку, прошивку, раскатку, разгонку, обкатку и др. (рис. 4.19).

Рис. 4.19. Схема свободной ковки и основные операции Осадка – увеличение поперечного сечения заготовки за

счет высоты ударом по ее верхней поверхности.

Вытяжка – удлинение заготовки ударами молота по ее поверхности с поворотом на 90º за счет уменьшения поперечного сечения.

Рубка – отделение части металла с помощью зубила или топора.

Прошивка (пробивка) отверстий с помощью прошвиня (пробойника) с установкой заготовки на приспособление в виде кольца.

Гибка – применяется для гибки заготовки.

119

Раскатка – операция уменьшения толщины стенки цилиндра с помощью оправки или приспособления.

Имеется ряд других операций, сущность которых также заключается в изменении формы нагретой заготовки ударными воздействиями молота с применением различных инструментов.

Для ковки используются пневматические и паровоздуш-

ные молоты, молоты, работающие под воздействием пара и гидравлические прессы, где давление создается маслом, поступающим в рабочий цилиндр. Основной характеристикой молота является масса его падающих частей. Имеются молоты с весом падающих частей от 150 кг до 16 т.

Пневматический молот (рис. 4.20) имеет два параллельных цилиндра – рабочий 4 и компрессионный 5. В рабочем цилиндре движется поршень 3, связанный с бабой-бойком 2. Компрессионный поршень 8, приводимый в движение двигателем с кривошипно-шатунным механизмом 9, сжимает поочередно воздух в нижней и верхней полостях компрессорного цилиндра 5 и направляет его по каналам 6, в результате чего происходит опускание (удар) и подъем молота. Для выпуска воздуха из цилиндра и его впуска используются краны 7, управляемые педалью 1. Пневматические молоты дают возможность делать отдельные удары автоматически и поддерживать молот в поднятом состоянии или прижимать его к заготовке. Вес падающей части пневматических молотов колеблется от 50 до

1000 кг.

Паро-воздушные молоты приводятся в движение паром или сжатым воздухом, поступающим под давлением 0,4–0,8 Мн/м2 (4–8 кГ/см2). Удар молота по заготовке происходит под действием его силы тяжести или под действием силы тяжести молота и давления пара.

120

Рис. 4.20. Схема пневматического молота

На рис. 4.21 показана схема работы широко используемого в промышленности гидравлического пресса.

Действие пресса основано на законе Паскаля, согласно которому давление, производимое внешними силами на поверхность жидкости, одинаково передается по всем направлениям.

Давление (до 20 МПа) в рабочем цилиндре 1 создается подачей в него гидравлической жидкости (минерального масла). Через плунжер (поршень) 2 и траверсу (поперечину) 3 давление передается на боек 4, который и деформирует заготовку 5.

Гидравлические прессы применяются для получения тяжелых поковок из слитков, масса которых достигает 250 т, а также в штамповочном производстве и при переработке пластмасс. Они могут создавать давление до 70 000 т.

4.5.2. Горячая объемная штамповка. Объемная штам-

повка – процесс изготовления поковки путем заполнения разогретым металлом полости штампа (рис. 4.22). Производительность штамповки в 50–100 раз выше, чем ковка, дает высокую точность, но требует изготовления дорогостоящих штампов, поэтому применяется только в массовом и серийном производстве и при изготовлении деталей массой менее 10 кг.

121

6

Рис. 4.21. Схема гидравлического пресса

Штамп представляет собой два стальных бруска, имеющих внутренние полости 1 и 2. Они выполнены точно по форме будущей детали и называются ручьями. Нагретая заготовка помещается в полость нижней части штампа. Под воздействием молота верхняя часть штампа выдавливает металл с заполнением им ручьев штампа. Излишки металла (3) выдавливаются в кольцеобразную полость и обрезаются при последующей обработке.

При сложной форме заготовки она обрабатывается на многоручьевом штампе (рис. 4.23). В этом случае заготовка при прессовке перекладывается из одного ручья штампа в другой с постепенным доведением ее формы до необходимой конфигурации (рис. 4.23, операции 1–5).

122

Рис. 4.22. Схема объемной штамповки

5

Рис. 4.23. Многоручьевой штамп

4.5.3. Листовая холодная штамповка. Листовой штам-

повкой называется процесс изготовления деталей в штампе из листа, полосы или рулонного материала. Толщина деталей не превышает 10 мм. Она отличается высокой производительностью

– до 40 тыс. деталей в смену, полученные детали не требуют дальнейшей доработки. В автомобильной промышленности штамповкой получают до 60% деталей, в приборостроении – до 70%, в ширпотребе – до 95%.

Штампы подразделяются на вырубные – для вырубки отверстий, гибочные, отрезные и вытяжные – для вытяжки цилиндров (рис. 4.24).

123

Рис. 4.24. Штампы для листовой холодной штамповки

Вырубной штамп состоит из матрицы 4 – нижняя часть штампа, в которой сделано отверстие по форме вырубаемой детали, и пуансона 3 – стержня, поперечное сечение которого сделано точно по форме отверстия в матрице. Матрица закрепляется на нижней плите 5, плита – на столе пресса. Пуансон закрепляется в верхней плите 2, плита – с помощью хвостовика 7 закрепляется в подвижной части пресса. Заготовка (лист или полоса металла) помещается между съемником и матрицей. При включении пресса пуансон опускается, проходит через заготовку и вырубает соответствующую деталь (простейший вид штампа – дырокол). Деталь падает через отверстие в нижней плите в сборник, пуансон поднимается наверх, а заготовка автоматически передвигается для следующей вырубки.

Съемник 6 служит для того, чтобы при движении пуансона вверх он, за счет трения, не повлек за собой заготовку. Направляющая колонка 1 служит для управления движением матрицы.

Вгибочном штампе пунсон прижимает металл к стенкам матрицы и таким образом формует деталь.

Ввытяжном штампе пуансон при опускании в отверстие матрицы вытягивает цилиндр. Профиль пуансона делается меньше отверстия в матрице на толщину стенки цилиндра и кромки пуансона закругляются, чтобы не произошла вырубка. Готовая деталь выталкивается толкателем 8. При глубокой вытяжке из стального проката делается его неоднократный отжиг, чтобы металл был более мягким и пластичным. Штамповка осу-