Штамповка в закрытых штампах

 

Оглавление

Введение. 3

Штамповка в закрытых штампах 5

Список литературы. 12

 

 

 

Введение.

Объемная штамповка используется в тех случаях, когда требуется  серийное производство деталей. Суть метода объемной штамповки заключается  в изменении формы заготовки  в формах (штампах) под действием  давления.

Объемная штамповка по степени предварительной подготовки заготовки подразделяется на два  вида: горячая штамповка и холодная штамповка. При использовании метода горячей штамповки для производства детали, заготовку предварительно разогревают  до нужной температуры, чтобы придать  заготовке необходимую пластичность. Таким образом, горячая штамповка  более энергоемкий метод объемной штамповки. Однако, при использовании  метода горячей штамповки, возможно использование прессов меньшей  мощности.

Основное преимущество холодной это меньшая энергоемкость процесса и получение деталей с меньшей  шероховатостью. Однако, для при  объемной штамповке методом холодной штамповке возникает ряд сложностей.

 Таким образом, выбор  технологии производства деталей  при объемной штамповке зависит  от технических задач и стоимости  производства в каждом конкретном  случае.

Кроме того, объемная штамповка  подразделяется по виду форм. Существует объемная штамповка в открытых формах и объемная штамповка в закрытых формах. Главным преимуществом объемной штамповки в открытых формах являются низкие требования к массе и объему заготовки. Это происходит из-за того, что при использовании технологии объемной штамповки в открытых формах излишки заготовки выдавливаются из формы. Затем они обрезаются. Однако, при использовании этой технологии возникают технологические остатки, которые затем необходимо утилизировать или заново перерабатывать. Это является недостатком открытых форм.

Преимущество форм закрытой штамповки заключается в отсутствии технологических отходов. Однако, при  использовании закрытой формы в  объемной штамповке возникает задача создания заготовки с массой и  объемом практически без погрешностей. Ведь при недостатке массы (или объема) заготовки возможно образование  пустот в форме детали. А при  избыточной массе заготовки возможно нарушение целостности (или разрушение) пресс-формы. Зачастую получается так, что технологически гораздо выгоднее использовать технологию с открытой формой штамповки.

 

 

 

 

 

 

Штамповка в закрытых штампах

Этот процесс, осуществляемый на горизонтально-ковочных машинах, прессах и молотах, иногда называют безоблойной штамповкой .

Сущность процесса (рис. 1) состоит в том, что заготовка с размерами Н₀ и D₀ деформируется, находясь в полости одной части штампа, в которую входит, как в направляющую, другая его часть (рис.1, а, 6). При этом штамп не обеспечивает свободного удаления цилиндрической поковки с размерами H_к и D_K из ручья. Во избежание указанного применяют штамповочные уклоны или извлекают поковки следующими двумя способами. Для удаления поковки из полости применяют выталкиватель (рис. 1, в). В части 1 штампа установлен стержень 3, выталкивающий поковку после отхода части 2 штампа (при обратном ходе машины). Для уменьшения усилия выталкивания применяют штамповочные уклоны α относительно небольших размеров. По такой схеме выполняют штампы, работающие на прессах. В другом случае (рис. 1, г) часть штампа, в которой расположена полость, выполнена разъемной, состоящей из двух половин 1' и 1” штамп состоит из трех частей и имеет разъем в двух плоскостях, штамповочные уклоны при этом не нужны. По такой схеме выполняют штампы горизонтально-ковочных машин, в которых деформация металла происходит обычно на конце прутка. В последнее время штампы с разъемной матрицей без уклонов применяют и на прессах при штамповке мерных заготовок.

                     Рис. 1. Схемы штамповки в закрытых штампах

Практически некоторая часть  металла затекает в зазоры между разъемными частями 1 и 2 закрытого штампа, образуя незначительный заусенец, объем которого зависит от колебаний объема заготовок вследствие неточности их изготовления. Штамповка, в закрытом штампе характеризуется следующими признаками.

1. Колебания объема заготовок  должны быть незначительными.  При штамповке заусенец не  предусматривается, поэтому объем  металла в полости практически  не изменяется: V = const.

2. Заусенец, часто образующийся  вследствие затекания металла в зазор по месту разъема штампа, незначителен, толщина его не изменяется в процессе штамповки, а направление вытекания совпадает с направлением движения штампа.

3. Макроструктура поковок  характеризуется тем, что волокна  металла получают очертания контура  поковки и не перерезаны.

Каждый из описываемых  способов штамповки имеет преимущества и недостатки, однако штамповка в закрытых штампах более рациональна, так как при ней возможен только непредусматриваемый и небольшой величины заусенец (0,5—1%), качество поковок более высокое, чем из закрытых штампов.

Особенно эффективна схема  штамповки в закрытых штампах  малопластичных сплавов. Значительный боковой подпор стенок полости повышает гидростатическое давление , в результате чего пластичность металла возрастает. Существенное преимущество закрытых штампов состоит в меньшей их требовательности к фасонированию заготовок, однако как и в открытых штампах должно быть обеспечено центрирование заготовок. Основное требование к штамповке в закрытых штампах сводится к точности объема заготовок. Меньший объем заготовок, чем требующийся, приводит к незаполнению углов штампов и браку поковок. Больший объем заготовки из-за отсутствия возможности фиксировать момент заполнения полости (конец штамповки) приводит к распору штампа, что отрицательно сказывается на его долговечности. Штампы при использовании чрезмерно больших заготовок разрушаются, не будучи изношенными. Повышение точности заготовок направлено на увеличение выхода годного, что желательно для штампов всех типов, а не только закрытых.

Основной недостаток способа  штамповки в закрытых штампах  состоит в его неуниверсальности  и ограниченности рациональных форм штампуемых поковок (рис. 2). Для сравнения приведены продольные сечения открытых и соответствующих закрытых штампов, из которого видно, что, например, круглый контур поковки неприемлем из-за малого угла β и низкой стойкости кромки штампа к: лучше, если β ≥ 90°, что далеко не всегда возможно. Именно это обстоятельство является решающим и объясняет, почему штамповка в открытых штампах более распространена (на долю закрытых штампов приходится менее 10% штампуемых поковок).

Однако штамповку в  закрытых штампах непрерывно совершенствуют и постепенно расширяют ее применение.

                   Рис 2. Сечение открытых (а) и соответствующих закрытых (б) штампов:  α - штамповый уклон; β - угол рабочей кромки внутренней части штампа

Во избежание перегрузки штампов и оборудования при попадании в штампы заготовок, объем которых превышает некоторый предельный, М. В. Сторожев предложил удалять излишки металла в специальный приемник, названный компенсатором. Принцип устройства компенсатора состоит в том, что для каждой конфигурации поковок и соответствующего оформления штампа устанавливают место наиболее трудного заполнения металлом и в нем предусматривают отверстие или щель, в которые выдавливается лишний металл после оформления поковки. На рис. 3 представлены разновидности применяемых компенсаторов, достоинство которых состоит в простоте последующего удаления излишка металла, поступившего в компенсатор. Лучше всего, если оно осуществляется отрезкой в процессе штамповки, и хуже, если это требует механической обработки на станках. Торцовые компенсаторы (рис. 3, а) в виде конического приемника, а также с кольцевым приемником (рис. 3, б) просты в исполнении и распространены больше других.

Рис. 3. Схема закрытых штампов  с компенсаторами;

1 - нижний и 2 — верхний выталкиватели; 3 — фиксирующая обойма; металл, поступающий в компенсатор, зачернен

Внутренний компенсатор (рис. 3, в) применяют для поковок кольцевого типа и размещают в области перемычки (пленки) в виде кармана увеличенного объема. Компенсатор по схеме (рис. 3, г), который оформляют в виде кольцевой щели между пуансоном и матрицей, должен быть тонким, так как расположен не в самом; труднодоступном для металла месте. Объем компенсируемого металла здесь не велик. Более емок компенсатор кольцевого типа (рис. 3, д)_, расположенный между пуансоном сквозного типа и матрицей в нижней части полости. Оригинальная конструкция штампа (рис. 3, е) позволяет применить компенсатор в виде наружной кольцевой щели по типу заусенечной канавки, но в отличие от нее компенсатор имеет постоянную высоту щели за счет того, что фиксирующая обойма штампа, образующая приемник для металла с начала и до конца штамповки, находится в нижнем положении.

А. 3. Журавлев, подробно исследуя условия заполнения углов закрытых штампов, ввел их подразделение на пассивные, которые расположены в глухой части полости, и активные, расположенные во входной части полости, между неподвижными и подвижными частями штампов. В пассивные углы металл поступает, преодолевая силы трения о боковую стенку, что требует больших удельных сил, чем при заполнении активных углов. Типичное расположение компенсатора в глухой части полости дано на рис. 3, а, б, е. На рис. 3, г компенсатор расположен в активной части полости, поэтому должен быть узким с тем, чтобы затруднить вытекание избыточного металла и обеспечить заполнение всех углов полости. Таким образом, в отдельных случаях компенсатор выполняет те же функции, что и заусенечная канавка, т. е. тормозит выход металла из полости, но в то же время размещает излишки металла, не давая перегружаться штампу и оборудованию. В то же время штамп остается закрытым, причем размеры щели приемника металла в процессе штамповки не изменяются.

Список литературы.

1. Охрименко Я.М. (Технология кузнечно-штамповочного производства)
2. http://apal.su/publications/view/3