Третьяков_Курс лекций по дисциплине Технология конструкционных материалов (Третьяков Курс лекций по дисциплине Технология конструкционных материалов), страница 33

Способ обработки давлением выбирают исходя из конструктивно-технологических признаков детали; технико-экономическихпоказателей различных способов объемной штамповки; программы выпуска изделия.Затем определяют положение поверхности разъема штампа.При этом предусматривают возможность свободного извлеченияпоковки из полости штампа. Для этого площадь поперечного сечения выше и ниже поверхности разъема штампа должна уменьшаться по мере удаления за счет конструктивных особенностейизделия и конструктивных уклонов.

Например, для шара поверхность разъема может проходить через диаметральное сечение фигуры 1–1 (рис. 18.4, а). Смещение поверхности разъема в положение 2–2 (рис. 18.4, б) приводит к напускам и искажению формыпоковки. Для куба возможны три положения поверхности разъемаштампов (рис. 18.4, в): плоскости 1 и 2 требуют напусков от штамповочных уклонов по четырем боковым поверхностям; плоскость3 создает в каждой части штампа естественные откосы, т. е. конструктивные уклоны по двум плоскостям.Для коротких цилиндров целесообразно применять разъемпо плоскости 2 (рис.

18.4, г), а для длинных – по плоскости 3(рис. 18.4, д). При изготовлении поковок, имеющих форму усеченного конуса, используют вариант 1 для изделия небольшой высоты, а для поковок большой высоты – вариант 2 (рис. 18.4, е).При изготовлении зубчатых колес предпочтительно расположение поверхности разъема по схеме, показанной на рис.

11.4, г,так как макроструктура поковки получается одинаковой у всехзубьев, что обеспечивает высокую и равномерную прочность.189абгдвеРис. 18.4. Возможные положения поверхностей разъема штамповдля простых геометрических фигурВ целях облегчения заполнения металлом полости штампажелательно выбрать плоскость разъема таким образом, чтобыполости штампа имели наименьшую глубину. При этом в процессе штамповки возможен сдвиг одной половины штампаотносительно другой. Чтобы такой сдвиг можно было легкоконтролировать, плоскость разъема должна пересекать вертикальную поверхность поковки. Поэтому при изготовлении поковки в открытом штампе следует применять разъем по плоскости 2 (см.

рис. 18.4, г). Желательно, чтобы поверхность разъемаштампа была плоской (см. рис. 18.1, а). Это обеспечивает относительно простое изготовление штампов.Затем рассчитывают массу поковки, увеличивая массу проектируемой детали примерно на 30 %, и устанавливают степеньсложности поковки, группу стали, а также напуски и припуски намеханическую обработку поверхности изделия.Напуски назначают на полости, впадины, выемки, которыенельзя получить штамповкой. К напускам относят штамповочныеуклоны, радиусы закругления и перемычки отверстий (рис.

18.5).190абвгРис. 18.5. Примеры составления чертежа поковки:а – деталь; б – поковка при штамповке в открытом штампе;в – то же, в закрытом штампе с одной плоскостью разъема;г – то же, в закрытом штампе с двумя плоскостями разъема191Припуски на механическую обработку назначают в зависимости от исходного индекса (массы, группы стали, степени сложности, класса точности), линейных размеров и шероховатости поверхности поковки.Допуски и допускаемые отклонения линейных размеров назначают в зависимости от исходного индекса и размеров заготовки.Далее на поверхности поковок, параллельно движению инструмента, назначают штамповочные уклоны, которые необходимы дляоблегчения заполнения полости штампа и извлечения поковки.

Внутренние уклоны β больше наружных α (рис. 18.5, б), значения которыхзависят от формы и размеров полости штампов; глубины их полости;деформируемости материала поковки; способа штамповки; наличиявыталкивателей в штампах.Радиусы закруглений назначают для уменьшения концентрациинапряжений в углах ручьев штампа и улучшения заполненияштампа.

Внутренние радиусы закругления R примерно в 3 разабольше наружных Rн (см. рис. 18.5, б).При наличии в детали полости проектируют наметку отверстия. В этом случае, когда обработку давлением заготовок выполняют в штампах с одной плоскостью разъема, нельзя получить сквозное отверстие, поэтому необходимо предусмотреть впоковке наметку с тонкой перемычкой (пленкой) (рис. 18.5, б, в).Толщина перемычки должны быть более 4 мм, так как применьшем значении резко возрастают удельные силы, формирующие наметку. Обычно толщину пленки под прошивку принимают равной S = 0,1dотв, где dотв – диаметр получаемого отверстия.

При изготовлении тонких заготовок в наиболее тяжелыхусловиях работают выступы штампов, поэтому при dотв < 30 ммнаметку, как правило, не делают.При штамповке поковок, имеющих в плане форму окружности, часто применяют осадку исходной заготовки до требуемогоразмера по высоте и диаметру. Для этой цели на плоскостиштампа предусматривают площадку для осадки. В качестве примера в табл. 18.3 перечислены последовательность операций,оборудование и инструменты, применяемые при горячей объемной штамповке заготовки конического зубчатого колеса.

Анализэскизов поковок, полученных ковкой (см. табл. 17.2) и объемнойштамповкой (табл. 18.3), позволяет установить, что при одинаковых размерах исходной заготовки (профиля) деформация вштампах обеспечивает получение заготовок с меньшими допусками на размеры и припусками на механическую обработку.192Таблица 18.3Последовательность изготовления поковки объемной штамповкойНаименованиеоперацийи переходовЭскизы переходовОтрезка заготовкиНагрев заготовкиОборудование,инструментНожницы, ножи–ИндукционноенагревательноеустройствоОсадка в заготовительном ручьештампаМолот; площадка для осадкимолотовогоштампаШтамповкав штамповочномручьеМолот; открытый штампОбрезка облоя,пробивка отверстияМеханическийпресс; штамп,совмещенныйдля обрезкиоблоя и пробивки отверстияРассмотренные правила и последовательность конструирования поковок, получаемых в открытых штампах с одной плоскостью разъема, в основном справедливы при изготовлении изделийдругими способами штамповки.

Вместе с тем, каждый из способовимеет свои особенности. Например, при штамповке в закрытых193штампах и штампах для выдавливания полость разъема обычновыбирают по наибольшей торцовой поверхности изделия. Штамповочные уклоны, как правило, назначают несколько меньшие,чем при штамповке в открытых штампах.Штампы с разъемными матрицами могут иметь две и болееплоскостей разъема (см. рис. 18.2). Поэтому поковки, получаемыес помощью такого инструмента, в большинстве своем характеризуются меньшим объемом напусков и возможностью изготовленияпоковок со сквозными отверстиями (рис. 18.5, г). Кроме того, наличие двух плоскостей разъема не требует на поковках напусковтам, где они необходимы в штампах с одной плоскостью разъема.Штамповочные уклоны назначают значительно меньшего размераили их можно совсем не предусматривать.Поковки, изготавливаемые холодной объемной штамповкой,имеют меньшие уклоны и радиусы закругления, чем при горячейобъемной штамповке.

Обычно под холодной штамповкой понимают обработку давлением без предварительного нагрева заготовки. Отсутствие окалины (толстой оксидной пленки) обеспечиваетвысокую точность формы, размеров и низкую шероховатость поверхностей заготовок. Это уменьшает объем механической обработки резанием при изготовлении деталей.18.4. Обеспечение технологичности штампованной заготовкиРациональной формой детали обычно считают такую, при которой все элементы конструкции имеют простую геометрическуюформу и плавно сопряжены друг с другом.

Размеры конструктивных элементов должны соответствовать возможностям конкретного технологического процесса. Рациональную форму штампуемойзаготовки выбирают с учетом следующих основных положений:− площадь поперечного сече ния по длине изделия не должнаизменяться более чем в 3 раза;− нежелательно, чтобы загот овка имела переменную по длинетолщину ребер;− выступы и ребра не должн ы располагаться близко друг кдругу, так как в противном случае затрудняется течение металла ввыступы и снижается стойкость штампов;− при штамповке (высадке) утолщений на концах стержнейдиаметр высаженной части не должен быть больше четырех диаметров исходной заготовки, а высота высаженного утолщениядолжна превышать 0,05…0,125 диаметра утолщения;194− толщину тонкой стенки по ковки, расположенной в плоскости разъема штампа, не следует проектировать менее 1,5 мм, таккак в противном случае происходит ее быстрое остывание, ведущее к снижению стойкости штампа.При изготовлении в открытых штампах поковок сложнойпространственной формы расходуется, много металла в результате его отхода в облой.

Кроме того, штамповка сложных поковок отличается относительно низкой производительностью, таккак требуется применение многоручьевых штампов. Конструкцию детали можно считать технологически рациональной, еслиона соответствует конструкции стандартизированного или унифицированного изделия, изготовление которого уже освоено.Более рациональной можно сделать конструкцию заготовки,если взамен цельноштампованной детали сложной формы использовать сварную конструкцию, состоящую из элементов,штамповка которых с последующей сваркой является более эффективной.Основными показателями высокой технологичности проектируемой детали являются:− минимальный расход мета лла при штамповке, т. е.

высокийкоэффициент выхода годного КВГ;− отсутствие или небольшой объем последующий обработки поковки резанием, т. е. высокий коэффициент весовой точности КВТ;− высокая стойкость штампо в;− минимальное количество т ехнологических операций обработки давлением, резанием и их низкая себестоимость;− высокая производительнос ть на всех этапах производства.При конструировании детали следует проверить возможностьизменения ее формы с целью повышения технологичности поковки.

Для этого необходимо рассмотреть целесообразность получения заготовки в закрытом штампе вместо открытого. Суммарнойоценкой технологичности конструкции обычно является себестоимость детали, которая в значительной степени зависит от программы выпуска изделий.Вопросы для самоконтроля1. Объясните сущность технологических процессов получениязаготовок методом обработки давлением.2. Назовите основные виды обработки металлов давлением ипроизводимую такими видами обработки продукцию.1953.