3. Проектирование поковки

Схема технологического процесса штамповки в основном определяется конфигурацией и размером детали, которую нужно получить. По чертежу детали составляют чертеж поковки.

При получении поковки в открытом штампе прежде всего необходимо правильно выбрать поверхность разъема, т. е. поверхность, по которой соприкасаются между собой верхняя и нижняя половины штампа. Обычно эта поверхность является плоскостью или сочетанием плоскостей. Плоскость разъема должна быть выбрана такой, чтобы поковка свободно вынималась из штампа. В целях облегчения заполнения металлом полости штампа желательно выбрать плоскость разъема таким образом, чтобы полости штампов имели наименьшую глубину. При штамповке возможен сдвиг одной половины штампа относительно другой. Чтобы такой сдвиг можно было легко контролировать, плоскость разъема должна пересекать вертикальную поверхность поковки (рис. 3.23).

Припуски на механическую обработку назначают главным образом на сопрягаемые поверхности детали. Припуск зависит от габаритных размеров и массы поковки, от вида оборудования штамповки, шероховатости обрабатываемой поверхности детали; припуск выбирают по ГОСТу. Допуски на штамповку назначают также по ГОСТу; допуски учитывают возможные отклонения от номинальных размеров вследствие недоштамповки по высоте, сдвига штампов, их износа и т. п.

Для облегчения заполнения полости штампа и извлечения из нее поковки боковые поверхности последней должны иметь штамповочные уклоны. Штамповочные уклоны назначают сверх припуска; они повышают отход металла при механической обработке и утяжеляют поковку. Уклон зависит от глубины и сложности полости, применяемого для штамповки оборудования и колеблется для стальных поковок в пределах 3-10°. Для наружных поверхностей поковки (вследствие температурной усадки) штамповочные уклоны а принимают меньшими, чем для внутренних р (рис. 3.24).

Все пересекающиеся поверхности поковки сопрягаются по радиусам. Это необходимо для лучшего заполнения полости штампа и предохранения его от преждевременного износа и поломок. Радиусы скругления зависят от глубины полости. Внутренние радиусы R скругления в 3-4 раза больше, чем наружные радиусы г (см. рис. 3.24). Наружные радиусы скругления г составляют обычно 1-6 мм.

При штамповке в штампах с одной плоскостью разъема нельзя получить сквозное отверстие в поковке, поэтому наносят только наметку отверстия с перемычкой-пленкой, удаляемой впоследствии в специальных штампах. Штамповкой не всегда можно получить полностью требуемую конфигурацию поковки. Поэтому на отдельных участках поковок могут быть сделаны напуски, упрощающие форму. В частности, при диаметрах отверстия меньше 30 мм наметки в поковках не делают.

Изменив все размеры спроектированной поковки на величину усадки, получают чертеж горячей поковки, по которому изготовляют полость штампа.

При штамповке в открытых штампах вдоль внешнего контура полости выполняют специальную заусенечную канавку, Для обеспечения хорошего заполнения металлом полости штампа и повышения его стойкости особенно большое значение имеет толщина заусенца 1га, которую, как и другие размеры заусенечной канавки, подсчитывают по формулам в зависимости от конфигурации поковки.

Чертеж поковки при штамповке в закрытых штампах с одной плоскостью разъема составляют так же, как при штамповке в открытых. Но плоскость разъема выбирают по торцовой наибольшей поверхности детали (см. рис. 3.24, в). Составление чертежа поковки при штамповке в закрытых штампах с двумя взаимно перпендикулярными плоскостями разъема имеет свои специфические особенности. Прежде всего наличие двух плоскостей разъема не требует на поковках напусков там, где они необходимы в штампах с одной плоскостью разъема (рис. 3.24, г). Штамповочные уклоны назначают значительно меньшего размера или их можно совсем не предусматривать.

Поскольку штампованные поковки, как правило, обрабатывают только по сопрягаемым поверхностям, а большинство поверхностен впоследствии не обрабатываются, то уже при проектировании самой детали конструктор должен учитывать особенности процесса штамповки. Прежде всего необходимо представить, как будет происходить разъем штампа. Например, деталь, показанную на рис. 3.25, нельзя штамповать без очень больших напусков, так как невозможно выбрать разъем штампа, допускающий извлечение поковки. В таком случае желательно изменить конструкцию детали. Заранее установить плоскость разъема необходимо еще и потому, что от этого зависят другие элементы конструкции детали (углы наклона стенок, радиусы скруглений и др.). При проектировании детали следует стремиться к возможно меньшей разности в площадях поперечных сечений на различных участках длины детали, избегать тонких стенок, высоких ребер, длинных отростков и тонких приливов, примыкающих к плоскости разъема.

Необходимо проверять в каждом отдельном случае целесообразность изготовления деталей из двух или нескольких частей с последующей сваркой и, наоборот, целесообразность объединения в одной поковке смежных деталей.