От точности изготовления штампованной проковки зависит дальнейшая механическая обработка: выбор оборудования, инструмента, технологическая оснастка для снятия припуска, что, в свою очередь, влияет на себестоимость изготовления детали в целом.
Для проектирования штампованной поковки необходимо использование следующих ГОСТов:
ГОСТ 7505-89 Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски
ГОСТ 3.1403-85 Единая система технологической документации (ЕСТД). Формы и правила оформления документов на технологические процессы и операции ковки и штамповки.
Настоящий стандарт распространяется на стальные штампованные поковки массой не более 250 кг и (или) с линейным габаритным размером не более 2500 мм, изготовленные горячей объемной штамповкой.
Термины и пояснения
Поковка стальная штампованная (в дальнейшем - поковка) - изделие, изготовленное горячей объемной штамповкой в соответствии с техническими требованиями ГОСТ 8479.
Форма поковки - пространственная фигура, определенная номинальными линейными и угловыми размерами.
Масса поковки - весовой параметр поковки, определяемый исходя из ее формы и плотности стали.
Номинальный линейный размер поковки - геометрический параметр, измеряемый в единицах длины и определяемый исходя из номинального линейного размера детали, установленного припуска (рис.4.1) и кузнечного напуска.
Рисунок 4.1 Номинальный линейный размер поковки: 1 - деталь; 2 - размер детали; 3 - номинальный размер поковки; 4 - наименьший предельный размер поковки; 5 - наибольший предельный размер поковки; 6 - величина припуска; 7 - допуск (поле допуска); 8 - положительная величина допускаемого отклонения; 9 - отрицательная величина допускаемого отклонения
Номинальный угловой размер поковки - геометрический параметр, измеряемый в угловых единицах и определяемый исходя из номинального углового размера детали.
Действительный размер поковки - фактический размер, полученный измерением с допустимой погрешностью.
Предельные размеры поковки - два предельно допускаемых размера, между которыми должен находиться или быть одним из них действительный или номинальный размер.
Допускаемое отклонение размера поковки - алгебраическая величина между предельным и соответствующим номинальным размерами.
Допуск (поле допуска) размера поковки - абсолютная величина разности между наибольшим и наименьшим предельными размерами.
Геометрические параметры поковки (рисунок 4.2 и 4.3)
Длина (L, l), ширина (В, b), диаметр (D, d), высота и глубина (Н, h) - размеры элементов поковки, получаемых в одной части штампов.
Толщина (Т, t) - высотный размер геометрического элемента поковки, получаемого в обеих частях штампа.
Межосевое расстояние:
А 1 - размер отрезка прямой, соединяющей два центра и не пересекающей наружный контур поковки,
А 2 - то же, пересекающей наружный контур поковки (рисунок 3).
Рисунок 4.2 Длина (L, l), ширина (В, b), диаметр (D, d), высота и глубина (Н, h) - размеры элементов поковки, получаемых в одной части штампов.
Рисунок 4.3 Межосевое расстояние А 1 - размер отрезка прямой, соединяющей два центра и не пересекающей наружный контур поковки.
Радиус закругления внутреннего угла (R в) - радиус закругления в сечении вогнутого участка поверхности поковки.
Радиус закругления наружного угла (R н) - радиус закругления в сечении выпуклого участка поверхности поковки.
Допуск формы поковки - допустимая величина отклонения формы поковки.
Отклонения формы поковки:
Смещение по поверхности разъема штампа (m) - отклонение формы поковки в виде наибольшего линейного переноса по плоскости одной части поковки относительно другой, вычисляемое по формулам:
- для штампов с одной поверхностью разъема (рисунок 4.4)
Рисунок 4.4 Штампов с одной поверхностью разъема
- для штампов с двумя и более поверхностями разъема (рисунок 4.5)
Рисунок 4.5 Штамп с двумя и более поверхностями разъема
m = a 2 - a 1,
где т - величина смещения;
а 1 - наименьший размер поковки в направлении линейного переноса;
а 2 - наибольший размер поковки в направлении линейного переноса.
Отклонение от концентричности (См) - расстояние от центра глухого или пробитого отверстия до заданных координат центра этого отверстия по чертежу поковки (рисунок 4.6).
Рисунок 4.6Отклонение от концентричности
Отклонение от соосности (е) - угловое отклонение оси отверстия от оси поковки (рисунок 4.7), измеряемое в единицах длины.
Рисунок 4.7Отклонение от соосности
Остаточный облой (г) - выступ, оставшийся на поковке после обрезки облоя или пробивки отверстия (рисунок 4.8а).
|
|
Рисунок 4.8:а –о статочный облой, б – срезанная кромка
Срезанная кромка (ф) - кромка поковки, образовавшаяся при обрезке облоя или пробивке отверстия (рисунок 4.8б).
Заусенец (к) - выступ, образовавшийся на поверхности поковки в непредусматриваемых для размещения облоя местах сочленения частей штампа (зазорах), а также при обрезке облоя и пробивке отверстия и измеряемый по высоте (рисунок 4.9: а - при безоблойной штамповке, б - при штамповке в штампах с разъемными матрицами, в - при обрезке облоя и пробивке отверстия).
|
|
|
Рисунок 4.9. Заусенец: а - при безоблойной штамповке, б - при штамповке в штампах с разъемными матрицами, в - при обрезке облоя и пробивке отверстия).
Изогнутость (Р и) - отклонение осевой линии поковки от номинального положения в направлении наибольшей длины или ширины поковки (рисунок 4.10а).
|
|
Рисунок 4.10:изогнутость, отклонение от плоскостности, допуск плоскостности (Ра), отклонение от прямолинейности
Отклонение от плоскостности - отклонение от плоскости, оцениваемое наибольшим расстоянием от точек действительной поверхности до прилегающей плоскости (рисунок 4.10а).
Допуск плоскостности (Р а) - наибольшее допускаемое значение отклонения от плоскостности (рисунок 4.10а).
Припуск - слой металла на обрабатываемых частях поверхности поковки, удаляемый при ее механической обработке.
Кузнечный напуск - дополнительный объем металла (слой) на обрабатываемых или необрабатываемых частях поверхности поковки, необходимый для осуществления формоизменяющих операций.
Масса поковки расчетная - установленная величина, используемая при назначении припусков и допусков.
Исходный индекс - условный показатель, учитывающий в обобщенном виде сумму конструктивных характеристик (класс точности, группу стали, степень сложности, конфигурацию поверхности разъема) и массу поковки.
Виды объемной штамповки
Одним из способов получения поковок является горячая объёмная штамповка в открытых и закрытых штампах (рисунок 4.11). Открытая штамповка характеризуется переменным зазором между подвижной и неподвижной частями штампа, в который вытесняется избыток металла заготовки, называемую облойной (заусничной) канавкой (рисунок 4.11а), а вытесняемый металл называется облоем (заусенцем).
Рис. 4.11. Схема получения поковки: а – открытая штамповка и полученная поковка после обрезки облоя; б – схема обрезки облоя; в – закрытая штамповка и полученная поковка; 1 – верхний штамп; 2 – нижний штамп; 3 – верхний нож; 4 – нижний нож
В процессе штамповки облой закрывает выход из полости штампа и способствует ее полному заполнению. Открытая штамповка позволяет не предъявлять особо высоких требований к точности исходных заготовок по массе, но наличие облоя увеличивает расход металла, кроме того, для его удаления требуется применение специальных обрезных прессов и штампов (рис. 4.11, б). Этот вид штамповки можно применять для получения поковок любой конфигурации.
При закрытой штамповке (рис. 4.11, в) полость штампа в процесс деформирования остается закрытой. Зазор между подвижной и неподвижной частями штампа постоянный и небольшой, образование в нем облоя не предусмотрено. При штамповке в закрытых штампах необходимо строго соблюдать равенство объемов заготовки и поковки, иначе при недостатке металла не заполняются углы полости штампа, а при избытке размер поковки по высоте будет больше требуемого. Отрезка заготовок должна обеспечивать высокую точность. Поэтому, закрытой штамповке подвергаются дефицитные и дорогие сплавы, поскольку происходит экономия за счёт отсутствия облоя.
Достоинствами штамповки в закрытых штампах являются:
- получение поковки более высокого качества;
- большая точность размеров поковки в плоскости разъема;
- конструкция штампов имеет естественный замок, что исключает большие смещения штампов и позволяет повысить точность размеров поковок, хотя приводит к дополнительной затрате энергии.
Недостатки, присущие штамповке в закрытых штампах:
- низкая стойкость инструмента в местах острых углов при получении поковок в продольном сечении которых окружность, квадрат, эллипс (рисунок 4.12);
- сложность конструкции штампа.
Рисунок 4.12 - Получение поковок в открытых (а) и закрытых (б) штампах, в продольном сечении которых окружность и квадрат
Таблица 4.1
Сравнительная характеристика различных способов ГОШ
| № п/п | Способ штамповки (по типу оборуд.) | Вид штам-повки | Скорость деформа- ции, м/с | Технологические возможности и область применения | |||||||
| материал поковок | масса поковки, кг | квали- тет точ-ности, IТСР | шеро-хова-тость, мкм | Уклоны a/b, град | Кимср | тип произ-вод- ства | Конфигурация поковок и наименование типовых деталей | ||||
| 1. | Штамповка на паровоздушных и прочих молотах | О | 6…8 | Любые деформируе- мые | 0,1..250 | 15-17 16 | £ 320 | 5 - 7 7-10 | 0,5 | СС КС М | Любой конфигурации и сложности (рычаги, переключатели, колеса) |
| 2. | Штамповка на КГШП | З О | 0,6…0,8 | То же | 0,1..500 | 14-16 15 | £ 160 | 1-3 3-5 | 0,65 | М КС СС | |
| 3. | Штамповка на ГКМ | З О | 0,3…1,5 | То же | 0,2..100 | 13-17 16 | £ 160 | 0-1,5 3 - 5 | 0,6 | М КС, СС, МС | Осесимметричные средней сложности (стержни, втулки, кольца, валы.) |
| 4. | Штамповка на винтовых прессах | З О | 3…4 1…2 | Стали и сплавы трудно-деформируе- мые, мало-пластичные | £ 40 | 14-15 15 | £ 160 | 1-3 3-5 | 0,65 | МС СС КС | Мелкие средней сложности, высокие с тонкими ребрами, стержни любой конфигурации |
| 5. | Штамповка на гидравличес-ких прессах | З О | 0,15… 0,20 | £ 2000 | 13-15 14 | £ 160 | 0,5-2 1-3 | 0,70 | МС СС КС | Любой конфигурации, крупные (с площадью проекции до 2,5м2), в т.ч. типа панелей | |
| 6. | Штамповка на высокоскорос-тных молотах (ВСШ) | З О | 12…40 | Высоколегированные стали, Al, Mg и Ti сплав | 0,05..12 | 12-14 13 | £ 80 | 0-1 1-3 | 0,72 | КС СС | Средней сложности типа фланцев, втулок, звездочек, крыльчаток и т. п. |
| 7. | Штамповка жидкого металла (ШЖМ) | З | 0,0015… 0,004 | Сплавы цветных металлов | 0,02..20 | 12-13 13 | £ 40 | 0-0,5 0-3 | 0,78 | СС МС КС | Средней сложности тонкостенные с полостями, ребрами, отростками |
Примечания: 1. Вид штамповки: О – открытая, З – закрытая
2. a – штамповочный уклон наружных углов, b – то же, внутренних углов;
3. Скорость деформации – скорость движения падающих частей молота или ползуна пресса.
