Штамповка на гидравлических и винтовых прессах. Специализированные процессы штамповки. (Лекции), страница 2

Виды рабочих профилейручьев бойков ротационно- ирадиально-обжимных машин:а — типовой профиль ручьябойков; б — ручьи сдополнительнымцилиндрическим участкомдля правки; в — для обжатияпрутков из прессованныхштабиков; г — дляраздельного обжатияступенчатого валика (I —предварительный ручей; II —окончательный ручей); д, е —для профильного обжатияступенчатых валовСПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИ4. ВАЛЬЦОВКАВальцовку применяют для подготовки заготовки к последующейобработке, а также в качестве окончательной операции.В первом случае вальцовка служит заготовительной операцией,перераспределяющей металл по длине заготовки для последующейштамповки на другом оборудовании.Применение предварительного профилирования заготовок наковочных вальцах целесообразно при изготовлении поковокудлиненной формы, применение вальцовки заготовок подпоследующую штамповку обеспечивает экономию металла на5…20 %, повышает производительность труда на 50…150 % и более,снижает себестоимость поковок на 10…25 %.Вальцовка по своей сущности представляет продольную прокатку.

И втом и в другом случае происходит уменьшение поперечных сеченийисходной заготовки при одновременном увеличении ее длины за счетобжатия заготовки вращающимся инструментом — валками.СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИРис. Последовательность процесса вальцовки:а — подача заготовки в исходное положение (1 — заготовка; 2 —упор; 3 — клещи; 4 и 5 — валки; 6 — инструмент); б — захватзаготовки и втягивание ее в зону деформации переднимивыступами инструмента; в — установившийся процесс вальцовки(α — угол захвата); г — выдача заготовкиСПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИКлассификация технологических процессов вальцовкиСПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИТипы штамповочных вальцов и их применениеТипОдноклетьевыедляформовочнойвальцовкиОдноклетьевыедляштамповочнойвальцовкиОсобенности конструкций и применениеДвухопорные (закрытые)Имеют на валках (или в секторах-штампах) до четырех иболее ручьев.

Длина деформируемой части заготовоксоставляет не более ½ длины расчетной окружностисектора-штампа.Применяют при мелко- и крупносерийном производстве,преимущественно для многоручьевой вальцовки заготовокпод штамповку, а также для оттяжки концов заготовок дляволочения и для навивки пружин.Имеют больший диаметр валков, как правило, с установкойсменных секторов-штампов. По длине бочки валкавыполняют один или два установочных ручья для секторов,которые устанавливают не по всей окружности, а лишь на еечасти.Применяют при крупносерийном и массовом производстведля получения окончательно отштампованных поковок (водной полосе одна или несколько штук) с подачей заготовокодна за другой на проход.СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИТипы штамповочных вальцов и их применениеТипОдноклетьевыедляформовочнойвальцовкиДвухклетьевыедлянепрерывнойформовочнойвальцовкиДвух-, трех- имногоклетьевыедляпоследовательной формовочнойвальцовкиОсобенности конструкций и применениеКонсольныеНа вальцах сменные валки-втулки с двумя ручьями илинаборные из колец.

Длина деформируемой части заготовоксоставляет до ¾ длины окружности ручья штампа.Применяют при мелко- и крупносерийном производстве длямногоручьевой вальцовки заготовок под штамповку.Вальцы имеют две пары валков, расположенных под углом90 °. Передача заготовки из одной пары валков в другую (отклети к клети) осуществляется самими валками.Применяют при крупносерийном и массовом производстве.Вальцы имеют две, три и более (до девяти в настоящеевремя) клетей, расположенных под углом 90 °. Нагретаязаготовка с помощью толкателя или специальногопротаскивающего устройства последовательно подводится квалкам первой и других клетей.Применяют при крупносерийном и массовом производстве, втом числе в автоматических линияхСПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИФормовочная вальцовка.Наибольшее распространение имеет профилирование заготовок подштамповку, которое позволяет перераспределить металл по длинезаготовки с учетом формы и сечений поковки и резко увеличитькоэффициент использования металла.Профилирование на вальцах заготовок под штамповку и штамповкупроизводят с одного нагрева.Формовочной вальцовкой выполняют также оттяжку отдельных частейу поковок и заготовок, в том числе у заготовок для надфилей инапильников, концов заготовок для витых пружин, пикообразныхизделий.Оттяжку производят как в горячем, так и в холодном состоянии.Применение вальцовки целесообразно при серийном икрупносерийном производстве поковок удлиненной формы с резкойразницей в площадях поперечных сечений вдоль оси (шатуны,рычаги, гаечные ключи, тяги, турбинные лопатки и др.).СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИВальцованные заготовки отличаются точностью и стабильнымиразмерами, что позволяет значительно сократить расход металла,идущего в облой при окончательной штамповке, и уменьшитьизнашивание ручьев.На повышение долговечности работы ручьев штампа влияет иболее полное удаление окалины с заготовки во время ее вальцовки.Необходимость применения вальцовки определяется послепостроения эпюры диаметров или сечений расчетной заготовки.Необходимость применениявальцовки можно установить и подиаграмме, приведенной на рис.Рис.

Диаграмма определениянеобходимости вальцовки заготовок:А — зона штамповки, гдеприменение вальцовки необходимо;Б — зона штамповки, где вальцовкане требуетсяСПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИИсходя из эпюры сечений расчетной заготовки, производят построениеэпюры сечений вальцованной заготовки (рис. а), по которой иконструируют вальцованную заготовку (рис. 26, б).В целях упрощения конструкций ручьев штампов вальцов криволинейные участки эпюры сечений расчетной заготовки (рис. а) заменяютпрямолинейным с учетом равенства объемов в этой зоне заготовки.Рис.

Построениевальцованной заготовки дляпоковки рычага:а — эпюра поперечныхсечений (1 — поковки;2 — вальцованной заготовки);б — вальцованная заготовкаСПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИКонцевые участки контура эпюры сечений вальцованной заготовки выполняютв виде прямых линий, перпендикулярных к оси заготовки (в зоне конечногообжимаемого участка возможно и их наклонное выполнение).Для удержания клещами заготовки в процессе вальцовки на одном концезаготовки необходимо предусмотреть необжимаемый участок (клещевину)длиной не менее 0,4…0,5 диаметра или стороны исходной заготовки, чтоприводит к некоторому излишнему расходу металла.При наличии головок на концах вальцованной заготовки в целях экономииметалла для клещевины используют большую головку вальцованнойзаготовки (рис.

поз. 1—3). Если наибольшее сечение вальцованной заготовкинаходится посередине ее длины, то применяют вальцовку с поворотомзаготовки (см. рис. поз. 4).Рис. Типовые фасонные заготовки,изготовляемые в открытых ручьяхСПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИРазмеры исходной заготовки под вальцовку выбирают по участкуэпюры сечений с наибольшей площадью поперечного сечения FmaxУчитывая влияние на выбор заготовки под вальцовку угара итеплового расширения при нагреве, можно площадь поперечногосечения исходной заготовки принять равной максимальной площадина эпюре сеченийОбъем исходной заготовки под вальцовку и ее длину подсчитываютпо формулам:Vз = Vп100 + δ у100lз =VзFвСПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИПредварительное определение числа пропусков при вальцовке nпроизводят в зависимости от общего максимального уменьшенияплощади поперечного сечения — общего максимальногокоэффициента вытяжки:λ общ max = Fв / Fminи среднего коэффициента вытяжки за каждый пропускn=λ срλ общ maxλ срКоэффициент вытяжки в каждом пропуске зависит от возможногоотносительного обжатия в данном проходе, которое связано сабсолютным обжатием и через него с диаметром валков, т.

е.зависит от отношения диаметра валков и высоты исходнойзаготовки.СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИКоэффициент вытяжки в том или ином пропуске зависит и отвыбранной системы калибров — последовательности их применения, вчастности, от отношения осей данного калибра и от отношения осейзаготовки.Рис. Вальцовка заготовки:a — в гладком ручье; б — двукратная в ромбическом ручьеСредний коэффициент вытяжки за один проход не долженпревышать λср ≤ 2Однако, применяя профилирование заготовок с интенсивнымобжатием, коэффициент вытяжки за один проход в зависимости ототношения диаметра к начальной высоте заготовки и применяемойсистемы калибров можно увеличить до λср = 3...4СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИПри одном и том же обжатии в одинаковых калибрах вытяжка будеттем больше, а уширение тем меньше, чем меньше диаметр валков инаоборот.При профилировании заготовок применяют различныепоследовательности калибров и различный порядок обжатий в них.Если потребная вытяжка должна быть больше, то необходимоприменить два или больше ромбических ручья, разбив общийкоэффициент вытяжки на два или более:λ общ = λ1λ 2 λ 3 =Fв F1 F2F1 F2 F3СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИРис.Последовательностькалибров, применяемаяпри многоручьевойвальцовке(D0— расстояние междуосями вальцов):а — овал—овал;б — круг—круг;в — овал—круг;г — овал—ребровойовал;д — квадрат—овал;е — овал—квадрат;ж — квадрат—ромб;з — ромб—квадратСПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИПОПЕРЕЧНАЯ, ПОПЕРЕЧНО-КЛИНОВАЯ, ПОПЕРЕЧНОВИНТОВАЯ ПРОКАТКАПри поперечной прокатке инструмент придает заготовкевращательное движение (рис.), в связи с этим поперечная прокатка иее разновидности — поперечно-винтовая и поперечно-клиноваяпрокатка — служат для обработки тел вращения, обрабатываяметалл, в основном, в поперечном направлении.Производительность процесса по сравнению с обработкой натокарных автоматах увеличивается в десять и более раз, расходметалла уменьшается на 30…60 %.Повышается качество продукции: повышается прочность иизносостойкость изделий.Рассматриваемые процессы прокатки легче поддаются механизациии автоматизации, чем заменяемые ими.СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИРис.

Схемы поперечной прокатки:1, 2 — валки; 3 — заготовка;4 — оправка; 5 — подвижнаяплита; 6 — неподвижная плита;7 — барабан; 8 — сегментПоперечная прокатка можетосуществляться в двухвалковомили трехвалковом прокатномстане (рис. а—г), валки котороговращаются в одну сторону(например, по часовой стрелке),придавая находящейся междуними заготовке вращение вобратную сторону.СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИРис. Схема поперечновинтовой (косой) прокаткиРис. Схема косой (винтовой)прокатки труб (вид сверху):1 — левый валок; 2 — заготовка;3 — правый валок; 4 — гильза; 5— оправка; 6 — штанга(стержень)СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИРис. Поперечно-винтоваяпрокатка в спиральных калибрахРис. Схема прокаткизаготовки для штамповкишатунаСПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ШТАМПОВКИРис.