1 Холодне та об’ємне штампування на пресах

Різноманітні дрібні вироби складної форми замість обробки на металорізальних верстатах успішно виготовляють холодним об’ємним штампуванням. Штампують головним чином на чеканочних пресах. Процес розчленовується на досить велике число операцій: вирубку заготовки з смуги або відрізку її від прутка, осадку або осадку з видавлюванням, формовку або кілька формовок, в тому числі з видавлюванням, обрізку задирки, калібрування по контуру і калібрування в плані (об'ємну і площинну). При цьому до пластичності вихідного матеріалу пред'являють ще більш високі вимоги, ніж при холодній висадці. Вихідні заготовки перед штампуванням піддають безокисного відпалу на НВ 187-200 (не більше). Крім того, відпал для зняття наклепу застосовують зазвичай після кожної штампувальної операції. Після кожного відпалу поверхню заготовки ретельно очищають. Штампують у відкритих і закритих струмках при рясній змазці. Тиск на робочі поверхні штампів досягає 2,0-2,15 кН/мм² (200 - 215 кгс/мм²). Штампи виготовляють збірними зі змінними струмків вставками, виштовхувачами, направляючими колонками і втулками. Для оберігання матриць від руйнування застосовують бандажні і багатобандажні конструкції з натягом. При цьому стійкість струмкових ставок становить 3000-12000 шт. В результаті вироби виходять з допусками на розміри в межах 0,02-0,05 мм і шорсткістю поверхні по 6 - 8-му класах.

Рисунок 1.1 - Схема прямого видавлювання гільзи із стаканчика

Все більшого поширення знаходить холодне видавлювання виробів типу циліндра, склянки, гільзи, балона, корпусу голчастого підшипника і т.п. Залежно від форми виробів застосовують звичайно один з трьох методів: 1) зворотнє витискування заготівки-шайби, яке укладається на дно закритої матриці; 2) пряме видавлювання циліндричної або фасонної заготівки 3) пряме видавлювання порожнистої заготівки (рисунок 1.1), отриманої витяжкою або гнучкої з листового металу. При будь-якому методі заготовка повинна мати точні об'єм і розміри. Її поверхня після попереднього відпалу піддають спеціальній обробці (очищенню, знежирення шкіри, фосфатуванню і нанесення мастила). Для штампування, крім чеканочних, застосовують різні кривошипні і гідравлічні преси з достатнім зусиллям, з відповідною величиною ходу і при достатній жорсткості, а також спеціалізовані машини, в тому числі автомати. Габаритні розміри виробів, штампувало холодним видавлюванням, безперервно збільшуються. Впровадження холодного об'ємного штампування видавлюванням при виготовленні масових виробів дає виключно велику економію металу і вивільняє величезний парк метало ріжучих верстатів.

Щоб отримувати подібні деталі складної форми, необхідно видавлювання поєднувати і чергувати з іншими методами штампування. Наприклад, направляючу трубу телескопічною вилки зі сталі штампують за п'ять операцій. Заготовки (рисунок 1.2, а) ріжуть на пилах і після відпалу, травлення і фосфатування піддають комбінованому видавлюванню (рисунок 1.2, б). При цьому нижня частина піддається прямому, верхня - зворотного видавлювання. Потім вся заготівля після вторинного відпалу, травлення і фосфатування проходить пряме видавлювання (рисунок 1.2, в), потім у неї підрізають торець (рисунок. 1.2, г). Після третього відпалу, травлення і фосфатування нижню частину майже готової деталі простягають через кільце (рисунок 1.2, д), а верхню - калібрують також протяжкою через кільце (рисунок 1.2, е). Після підрізки торця до остаточного розміру нижню частину вільно обжимають на плоских бойках до розміру 23 ± 0,5 (рисунок 1.2, ж). Норма витрати матеріалу 1630 г. Майже всі відходи виходять при обробленні прутка на заготовки (маса заготовки 1370 г). Відходи при штампуванні складають менше 1%. Процеси холодного об'ємного штампування вивчені ще недостатньо. Науково обґрунтованих методів розрахунку переходів штампування поки немає. При проектуванні подібних процесів число необхідних штампувальних операцій встановлюють з урахуванням допустимих ступенів стоншування стінок і зменшення площ поперечних перерізах за кожну операцію. Досвідчені норми допустимих ступенів деформації при холодній осаді, прямому і зворотному видавлюванні, протяганні і калібруванню через кільця наведені в довіднику. Число необхідних відпалів встановлюється також досвідченим шляхом. Своєрідний спосіб холодного об'ємного штампування знайшов застосування у виробництві медичного інструменту. Після звичайної гарячого штампування обробна обробка поверхні медичного інструменту є виключно трудомісткою, оскільки через його складної форми часто не можна застосовувати верстатне обладнання. Тоді вихідні заготовки у вигляді тіл обертання з відповідним пайовою контуром виготовляють з прутка на токарному верстаті або редукуванням. Потім її укладають плазом і обжимають на плоских або фасонних бойках або ж у струмках але без утворення задирки, і таким чином отримують остаточну форму і розміри всього виробу або більшої його частини. При застосуванні для цього штампів з обмежувачами використовують не тільки карбувальні преси, але також кривошипні і гідравлічні з роботою врозпір.

Рисунок 1.2 - Штампування напрямної труби телескопічної вилки