Штампы для горячей штамповки, страница 4

в сомкнутых частях штампа непараллельность опор­ных плоскостей хвостовика допускается не более 0,15 мм на 300 мм длины;

Непараллельность наклонных плоскостей хвостовика типа «ласточкин хвост» не должна превышать 0,06 мм на 300 мм длины;

несоосность осей шпоночных пазов в комплекте до­пускается до 0,6 мм;

взаимная неперпендикулярность боковых сторон контрольного угла должна быть не более 0,1 мм на 300 мм длины штампа;

допуск на размер от передней стороны контрольного угла до оси паза шпонки должен быть ±0,2 мм для каж­дой половины штампа, а совместно до верхней и нижней половин—не более ±0,3 мм;

допуски на размеры чистового ручья должны обеспе­чивать требуемую точность отштампованной поковки. В зависимости от размеров детали установлены следую­щие допуски:

для мелких деталей — в сторону плюс 0,1—0,22 мм, в сторону минус 0,05—0,1 мм;

для средних — в сторону плюс 0,2—0,5 мм, в сторону минус 0,1—0,25 мм;

для крупных—в сторону плюс 0,3—0,8 мм, в сторону минус 0,15—0,4 мм;

Рис. 9. Простановка допусков на вертикальные размеры молотового штампа:

а - общая схема, б - в зависимости от положения рабочей поверхности штампа к линии разъема.

разница в размерах фигур верхней и нижней частей штампа в чистовом ручье допускается в зависимости от точности детали от 0,1 до 0,2 мм. Допуски на несовпа­дение размеров в предварительных ручьях берут в 2 ра­за больше. Допуски, указанные выше, относятся к наруж­ным размерам штам­повок. Для внутрен­них размеров штам­повок (углубления, пазы, выемки) допу­ски принимают как для наружных раз­меров, но с обрат­ным знаком;

допуск - на верти­кальные размеры устанавливают от линии разъема. Если вертикальные разме­ры находятся ниже линии разъема, то допуски принимают как для наружных размеров штампов;

если поверхность ручья выступает от линии разъема, то допуски применяют с размеры обратным знаком, как показано на рис. 9., штампы должны быть прошлифованы по плоскости разъема и плоскости контрольного угла;

нерабочие поверхности штампа должны быть обра­ботаны с чистотой по 5-му классу;

на зеркале и других обработанных поверхностях штампа, не занятых ручьями, допускаются забоины, сле­ды окалины и другие дефекты, если они зачищены и расположены на глубине не более 0,2 мм;

поднутрения на боковых рабочих поверхностях как окончательного, так и предварительных ручьев штампа не допускаются;

ручьи штампов должны быть обработаны с чистотой по 8-му классу. При этом риски от абразива должны быть направлены по течению ме­талла, а не перпендикулярно ему. Поверхность окон­чательного ручья должна быть тщательно отполирована;

на рабочих поверхностях штампа не допускаются тре­щины, прижоги, задиры, а также местные выемки, иска­жающие форму ручья (даже если искажения находятся в пределах размерных допусков).

Штампы для горячештамповочных кривошипных прес­сов должны отвечать следующим требованиям:

допуски на изготовление этих штампов несколько жестче, чем допуски на молотовые штампы;

размеры всех ручьев во вставках должны быть вы­полнены с теми же допусками, что и в молотовых штам­пах. Шероховатость поверхностей ручьев должна быть такой же, как и у ручьев молотовых штампов;

смещение фигур в верхних вставках относительно фигур в нижних вставках допускается в ручьях обычной точности до 0,1 мм, в окончательных ручьях повышенной точности 0,05 мм, в предварительных ручьях до 0,2 мм и в заготовительных до 0,5 мм;

непараллельность опорной плоскости под ручьевые вставки по отношению к опорной плоскости башмака не должна быть более 0,1 мм на 500 мм длины. Допуски на диаметры гнезд под цилиндрические вставки не долж­ны превышать +0,1мм;

размеры рабочих цилиндрических ручьевых вставок должны быть выполнены с допуском по посадочному диаметру не более 0,05 мм. Остальные размеры деталей штампа должны выдерживаться в пределах допусков, указанных в чертеже, а поверхности этих деталей долж­ны иметь шероховатость, указанную на чертеже.

Технические требования на изготовле­ние обрезных штампов заключаются в следую­щем:

наибольшее отклонение от плоской формы опорной плоскости обрезкой матрицы любых размеров допуска­ется до 0,3 мм;

уклон в окне матрицы для провала поковки должен выполняться с точностью ±2°. Грани режущей кромки матрицы должны быть тщательно зачищены. Ширина хвостовика может иметь отклонения от +0,2 до +0,3 мм. На длину хвостовика дается допуск +2; -1 мм;

непараллельность установочного ребра хвостовика относительно продольной оси рабочей фигуры в пуан­соне допускается не более 0,2 мм по всей длине. Наи­большее отклонение от плоской формы на опорной пло­скости хвостовика любых размеров не должно превы­шать 0,2 мм;

вертикальная ось пуансона должна быть перпендику­лярна опорной плоскости хвостовика. Отклонение от пер­пендикулярности не должно превышать 0,25 мм на 100 мм длины рабочей части пуансона;

боковая поверхность пуансона и поверхность рабо­чей фигуры в нем должны быть обработаны с чистотой до 8-го класса;

размеры режущего контура обрезной матрицы и ра­бочей фигуры в обрезном пуансоне обрабатываются с припуском под индивидуальную подгонку по образцовой поковке.

Выбор марки стали для изготовления штампов

Штампы для горячей штамповки работают в очень тяже­лых условиях. Они испытывают многократно повторяю­щуюся ударную нагрузку при высоких температурах, неодинаковых в различных частях штампа. Поэтому вы­бор марки стали для штампов имеет очень большое зна­чение.

Сталь, из которой изготовляют штампы, должна быть стойкой при высоких температурах, обладать большой ударной вязкостью, достаточной прочностью, малым из­носом (истираемостью), а также хорошей обрабатывае­мостью режущим инструментом.

Штампы для горячей штамповки изготовляют из вы­сококачественных инструментальных легированных ста­лей. Особенно ценным считается присутствие в штамповой стали молибдена.

Наиболее широко используются следующие марки сталей:

5ХНМ, 5ХГМ, 5ХНВ, 5ХНТ—для молотовых, горячевысадочных штампов и штампов для горячештамповочных прессов;

7Х3, 8Х3—для матриц и пуансонов горячевысадочных штампов;

ЗХ2В8—для вставок и пуансонов горизонтально-ко­вочных машин и механических ковочных прессов, рабо­тающих в особенно тяжелых условиях нагрева;

Х12, Х12М, 8Х3—для матриц и пуансонов горячеобрезных штампов и вставок к ним;

ЗХВ8, 4Х2В8—для ручьевых вставок к пакетным штампам под кривошипные горячештамповочные прессы большой мощности; рабочие поверхности этих вставок затем азотируют, что значительно повышает их износо­устойчивость.

Если не предъявляются высокие требования к стойко­сти штампов, имеющих несложную форму, применяют стали марок 55, 60, 4ХС, 50Х и некоторые другие деше­вые стали.

Детали сборных штампов, не соприкасающиеся с об­рабатываемым нагретым металлом, изготовляют из кон­струкционных сталей марок 35, 40, 45, 50, 40Х и 50Х.

Направляющие колонки и втулки делают из конст­рукционной стали марки 20 с цементацией, а пружины — из стали марок 60Г или 65Г.

Металлургические заводы, изготовляющие штамповую сталь, поставляют штамповые заготовки прямо­угольной и цилиндрической формы определенных стан­дартизованных размеров. При этом сталь проходит пол­ный отжиг и должна иметь твердость НВ 187—255.

Заготовки штампов получают свободной ковкой под молотом или прессом. Причем требуется обязательная осадка слитка не менее чем на 50% его исходной высо­ты. Уковка для штамповых заготовок должна быть не менее 3. Под уковкой в данном случае понимают отно­шение площади поперечного сечения слитка после осад­ки к площади поперечного сечения готовой заготовки для штампа. Направление волокон (т. е. направление вытяжки при ковке заготовки) должно совпадать с про­дольной осью заготовок штампов.

Процесс изготовления штампов

Процесс изготовления штампов для горячей штамповки состоит из следующих четырех этапов:

подготовка (изготовление поковок штампа, мо­делей штампуемой детали, шаблонов и другого инстру­мента, отрезка заготовок деталей штампа из сортового проката по спецификации);

предварительная станочная обработка (обдирка поковок, литых и сортовых заготовок на стро­гальных, фрезерных, токарных и других металлорежу­щих станках, шлифование плоскостей и баз под размет­ку, разметка. Обдирку выполняют без разметки, руко­водствуясь размерами, стоящими в чертежах и специ­фикации) ;

окончательная обработка и сборка (об­работка на металлорежущих станках предварительно обработанных заготовок с доведением их размеров и формы до заданных чертежом, а если деталь будет обрабатываться еще раз, то обработка с учетом припус­ка; слесарная, термическая и чистовая обработка—шли­фование, полирование, сборка);

доведение штампа до рабочего состоя­ния (проверка штампа, испытание его на прессе или под молотом, проверка годности отштампованных дета­лей, выявление дефектов и устранение их).

Доводит штамп до рабочего состояния или тот рабо­чий, который его изготовил, или слесарь более высокой квалификации, который занимается только доводкой. В последнем случае слесарь-наладчик принимает штамп для испытания и доводки после предварительной прием­ки его контролером ОТК.

Получение заготовок для деталей штам­пов. При изготовлении деталей штампов наряду с ис­пользованием сортового проката и холоднотянутого ме­талла широко применяют кованые и литые (из стали) заготовки, а иногда сварные. Заготовки для высоконапряженных деформирующих деталей чаще всего куют или штампуют (например, вставки для ГКМ). Деформи­рующие детали крупных размеров для малых удельных давлений изготовляют из стальных отливок. Устанавливающие, направляющие, крепежные, фик­сирующие и удаляющие детали обычно изготовляют из сортового проката.

Заготовки, получаемые литьем, могут быть внутри пустотелыми; их масса, а следовательно, расход металла

Рис. 10. Штамповые заготовки и возможные варианты стро­гания хвостовика

будут меньшими, чем у заготовок из сортового проката или у поковок. Кроме того, уменьшается время и затра­ты труда на станочную и слесарную обработку.

Основная масса заготовок деформирующих деталей штампов для горячей штамповки поступает на механи­ческую обработку в виде кованых кубиков или штучных заготовок, полученных разрезанием кованых полос.

Кованые заготовки для верхней и нижней частей штампа называют кубиками. Согласно ГОСТ 7831—71 размеры кубиков стандартизованы. Самый маленький кубик имеет размеры (ширина Х высота Х длина) 200Х X 140Х300 мм, а самый большой 375х350х950 мм. Ку­бики, имеющие сечение меньшее или большее, чем ука­зано, не стандартизованы и могут иметь любые размеры, в соответствии с конкретными условиями. На рис. 10 показано обозначение размеров штамповых кубиков в плоскости разъема штампа и размещение хвостовиков с учетом направления волокон в заготовке.

Направление оси слитка в кубике определяется по клейму, которое ставит завод-поставщик кубиков на пе­ресечении диагоналей грани, перпендикулярной оси слит­ка. Направление размера А всегда совпадает с направ­лением оси слитка.

Ось фигуры окончательного (чистового) ручья в штампе следует направлять вдоль оси слитка, тогда ручей не так скоро изнашивается. Смещение центра штампа с середины кубика допу­скается не более чем на 0,1 габарита кубика в направ­лении смещения.

Стальные кубики, блоки и фасонные заготовки после ковки подвергают предварительной термической обра­ботке: отжигу или нормализации (закалке и высокому отпуску).

Последовательность изготовления. Цель­ные молотовые штампы могут быть изготовлены в раз­личной последовательности, в зависимости от размеров штампа, формы рабочей полости чистового ручья, требуемой твердости штампа и имеющегося оборудо­вания.

Штампы небольших размеров с высокой твердостью (НВ>350) изготовляют в такой последова­тельности: сверление гнезда под подъемные крюки; стро­гание или фрезерование всех поверхностей; шлифование поверхностей разъема; разметка; фрезерование штам­повочных ручьев и канавки для заливки полости; сле­сарная обработка штамповочных ручьев с контрольной заливкой; фрезерование углублений для сухаря, загото­вительных ручьев и канавок для облоя; слесарная обра­ботка заготовительных ручьев; закалка и отпуск; конт­рольное шлифование поверхностей разъема и хвостови­ков; окончательная слесарная доводка ручьев штампа; контроль.