Третьяков_Курс лекций по дисциплине Технология конструкционных материалов (Третьяков Курс лекций по дисциплине Технология конструкционных материалов), страница 32

При партии поковок одного наименованияболее 30...50 штук применяют открытые или закрытые подкладныештампы. Это позволяет получить поковки относительно сложнойформы без напусков с припусками и допусками на 15...20 % меньше, чем при ковке универсальным инструментом (бойками). Подкладные штампы применяют для получения поковок массой преимущественно до 10...15 кг.Параметр шероховатости поверхности поковок составляетRa 80…20 мкм, а при использовании подкладных штамповRa 20...10 мкм. Коэффициент весовой точности (КВТ) не превышает 0,4, поэтому необходим большой объем механическойобработки.Выбор оборудования и формы инструмента зависит также отпластичности и сопротивления деформированию заготовок.

Высоколегированные стали и титановые сплавы склонны к интенсивному упрочнению, поэтому для их ковки целесообразно использовать гидравлический пресс, а не молот. Ввиду малой скоростидеформирования на прессах разупрочняющие процессы (возврат ирекристаллизация) успевают произойти полнее, и упрочнениеснижается. Малопластичные алюминиевые и магниевые сплавытакже предпочтительнее ковать на гидравлических прессах в вырезных бойках.Сочетание операций в определенной последовательностиобразует технологический процесс ковки. К основным операциям ковки относятся: осадка, протяжка, прошивка, отрубка игибка. Схемы и технологические возможности этих операцийподробно описаны в учебниках по технологии конструкционных материалов.Последовательность операции ковки устанавливают в зависимости от конфигурации поковки и технологических требований нанее, вида заготовки (слиток или профиль).

В качестве примера втабл. 17.2 приведена последовательность операций ковки заготовки конического зубчатого колеса (рис. 17.3) из сортового проката вусловиях мелкосерийного производства.В рассматриваемом примере для изготовления поковки потребуются следующие операции: отрубка заготовки, осадка, осадка вподкладном кольце, прошивка. В табл. 17.2 приведены эскизы переходов ковки рассматриваемой заготовки с указанием основныхразмеров и применяемой оснастки.182Таблица 17.2Последовательность изготовления поковки ковкойНаименованиеоперацийи переходовЭскизы переходовИнструментОтрубить исходную заготовкуТопорныйкузнеч-Осадить заготовку довысоты Н = 110 ммПлоские бойкиОсадить заготовкув подкладномкольцеКольцо подкладное, бойкиПрошитьотверстие диаметром 35мм с одной стороны, не вынимаяпоковку из кольцаКольцо подкладное, прошивеньПеревернуть поковку на 180º.Пробить отверстиес обратной стороныКольцо подкладное, прошивень, бойкиСнять кольцо183Рис.

17.3. Чертеж заготовки, полученной ковкой (в скобках указаныразмеры конического зубчатого колеса)Вопросы для самоконтроля1. Назовите области применения технологических процессовобработки заготовок давлением. Каковы преимущества обработкиметаллов давлением по сравнению с обработкой резанием?2. Какая из основных схем пластического деформирования заготовок наиболее благоприятна для формоизменения сплавов снизкой пластичностью?3. В каком из основных видов обработки давлением наличиетрения между инструментом и заготовкой является необходимымусловием для осуществления процесса пластической деформации?4. Какие факторы влияют на пластичность и сопротивлениедеформированию заготовок? Как эти свойства влияют на выбороборудования и инструментов при обработке давлением?5.

Объясните влияние температуры и скорости деформации напластичность и сопротивление деформированию. Какие процессыпротекают в заготовке при холодной и горячей деформациях?6. Назовите технологические схемы пластического деформирования, используемые для изготовления поковок. Какие виды первичных заготовок, машины и инструменты применяют при ковке?7. Сформулируйте общие требования, предъявляемые к технологической конструкции заготовок, получаемых ковкой. Приведите примеры технологичных и нетехнологичных конструкций.8. Можно ли из цилиндрической заготовки высотой 100 мм изсплава с пластичностью (максимальной степенью деформации) 0,32получить в процессе холодной деформации поковку высотой 25 мм?184Лекция № 18.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОКОВОК ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКОЙВ этой лекции вы ознакомитесь с разновидностями технологических процессов объемной штамповки, классификацией поковок иих конструированием, рассмотрите основные рекомендации, обеспечивающие технологичность поковок при их проектировании.18.1. Разновидности объемной штамповкиПри объемной штамповке формоизменение заготовки происходит в полости специального инструмента (штампа).

Деформацияможет осуществляться в горячем или холодном состоянии. Объемной штамповкой получают поковки разнообразной формы массой от нескольких граммов до 400 кг (см. табл. 17.1).В зависимости от типа штампа различают штамповку в открытых, закрытых штампах и в штампах для выдавливания.Штамповка в открытых штампах характеризуется тем, чтозазор между частями штампа является переменным и уменьшаетсяв процессе деформирования заготовки. В зазор вытекает излишекметалла, который образует облой, необходимый для обеспеченияполного заполнения ручья штампа (рис.

18.1, а).абРис. 18.1. Штампы:а – открытый; б – закрытый: 1 – облойная канавка; 2 – полость штампа185Штамповка в закрытых штампах отличается тем, что небольшой зазор между частями штампа обеспечивает их взаимную подвижность и в процессе деформирования заготовки остается постоянным (рис. 18.1, б). Отсутствие облоя в закрытыхштампах сокращает расход металла и увеличивает коэффициентвыхода годного (КВГ). Штампы с одной плоскостью разъемаприменяют для изготовления сравнительно простых изделий, восновном тел вращения. Для изготовления фасонных заготовокприменяют штампы с разъемными матрицами (рис. 18.2). Приэтом требуется использование точных заготовок из калиброванных профилей или предварительно обработанных механическойобработкой резанием.абРис.

18.2. Схема изготовления поковок в закрытых штампахс разъемной матрицей:а – с вертикальной плоскостью разъема; б – с двумя плоскостями разъема:1 – пуансон; 2 – матрица; 3 – поковкаДеформация заготовок в штампах для выдавливания (рис.18.3) отличается тем, что расход металла на изготовление поковок снижается до 30 % по сравнению с расходом при штамповкев открытых штампах. Изделия получаются точные, максимальноприближающиеся по форме и размерам к деталям.

Поковки имеют высокое качество поверхности, так как процесс осуществляется в основном в холодном состоянии. Однако в этом случаетребуется тщательная подготовка исходных заготовок (профилей) под штамповку, высокая точность изготовления и наладкиштампов, использование специальных смазок.186абРис. 18.3. Схема изготовления поковок в штампах для прямого (а)и обратного (б) выдавливания:1 – пуансон; 2 – матрица; 3 – поковка; 4 – выталкивательОбъемная штамповка по сравнению с ковкой имеет следующиепреимущества:− возможность изготовления поковок более сложной формы свысоким качеством поверхности (см.

табл. 17.1);− меньше допуски на размер ы и снижение припусков на механическую обработку в 2–3 раза;− повышение производитель ности труда.К недостаткам штамповки относятся:− ограничение по массе полу чаемых поковок;− дополнительный отход ме талла в облой при штамповке воткрытых штампах, достигающий 10…30 % от массы поковки;− более высокие силы дефор мирования;− штампы более сложные и дорогие, чем универсальный инструмент для ковки.Заготовками для объемной штамповки в подавляющем большинстве случаев являются профили круглого, квадратного и прямоугольного поперечного сечения, а также периодический прокат.Профили из сплавов с пониженной пластичностью целесообразно деформировать в закрытых штампах и в штампах для выдавливания.

В этом случае схема неравномерного всестороннего сжатия способствует повышению пластичности заготовок. Изделия из187сплавов, у которых пластичность понижается при высоких скоростях деформирования (титановые, магниевые, высоколегированные стали), штампуют на гидравлических и кривошипных прессах.При этом для уменьшения остывания заготовки штампы подогревают до температуры 200…400 ºС.18.2. Классификация поковокПо точности изготовления поковки могут быть разделены напять классов (от первого класса точности Т1 до пятого Т5).

Классточности поковок устанавливают в зависимости от вида оборудования, использованного для обработки давлением исходной заготовки.Группа стали поковок определяется по содержанию углерода илегирующих элементов (табл. 18.1).Таблица 18.1Группы стали поковокГруппасталиМ1М2М3Характеристика сталиСталь с массовой долей углерода до 0,35 % или с суммарной долейлегирующих элементов до 2,0 %.Сталь с массовой долей углерода от 0,35 до 0,65 % или с суммарнойдолей легирующих элементов от 2,0 до 5,0 %.Сталь с массовой долей углерода свыше 0,65 % или с суммарнойдолей легирующих элементов свыше 5,0 %.Степень сложности поковкиС = Gп/Gф,где Gп – масса (объем) поковки; Gф – минимальная масса (объем)геометрической фигуры, в которую вписывается поковка, определяется из табл.

18.2.Таблица 18.2Определение степени сложности поковкиСтепень сложностиС11С22С33С44188Значения Gп/GфСвыше 0,63От 0,32 до 0,63От 0,16 до 0,32До 0,16По способу производства поковки делят на молотовые, штампуемые на прессах (кривошипных горячештамповочных, гидравлических, винтовых) и горизонтально-ковочных машинах.18.3. Конструирование заготовок,получаемых объемной штамповкойИсходной информацией для конструирования поковки являются: эскиз проектируемой детали с указанием на нем основных размеров и марки материала; программа выпуска детали; условияэксплуатации изделия; основные сведения о технологии обработкипоковки после штамповки.В начале проектирования определяют способ штамповки, который может влиять на конфигурацию, размеры и точность поковки.