Виды штампов и способы штамповки

Различают объемную штамповку в открытых и закрытых штампах.

Штамповка в открытых штампах. В открытых штампах (рис. 44, а) между подвижной 3 и неподвижной 4 частями штампа имеется зазор 8 - заусенечная (или облойная) канавка, в которую вытекает избыточный объем 7 металла заготовки 2. Образующийся при этом заусенец (облой) затем обрезается в специальных штампах.

Рис. 44. Штампы для горячей штамповки: а - открытый; б - закрытый; 1 - готовая поковка; 2 - заготовка; 3 - подвижная часть штампа; 4 - неподвижная часть штампа; 5 - канавка; 6 - поковка; 7 - заусенец; 8 - заусенечная канавка; 9 - узкий мостик; 10 - магазин

а

б

1

2

5

3

4

6

5

6 3 7 4

7

10

6

7

9

8

Штамповка в закрытых штампах (рис. 44, б) характеризуется тем, что полость штампа в процессе деформирования остается закрытой. Зазор между подвижной 3 и неподвижной 4 частями штампа при этом постоянный и небольшой, так что образование заусенца в нем не предусмотрено. При штамповке в закрытых штампах необходимо соблюдать равенство объемов заготовки и поковки, иначе при недостатке металла
не заполнятся углы полости штампа, а при избытке металла размер поковки по высоте будет больше требуемого. Как правило, штамповкой в закрытых штампах получают поковки, показанные на рис. 45.

Рис. 45. Штампованные поковки, полученные в закрытых штампах

Существенное преимущество штамповки в закрытых штампах - уменьшение расхода металла, более благоприятная макроструктура, так как волокна обтекают контур поковки, а не перерезаются в месте выхода металла в заусенец. Металл деформируется в условиях всестороннего неравномерного сжатия при бóльших сжимающих напряжениях, чем в открытых штампах. Это позволяет получать большие степени деформации и штамповать малопластичные сплавы.

Поковки простой формы штампуют в одноручьевых штампах - с одной полостью. Сложные поковки с резкими изменениями сечения по длине изготовляют в многоручьевых штампах с последовательным деформированием заготовки в нескольких ручьях с постепенным приближением ее к окончательной форме поковки.

Ручьи штампов в многоручьевых штампах разделяют на заготовительные и штамповочные.

Рис. 46. Схемы горячей объемной штамповки и заготовительных ручьев

а

б

в

г

1

Заготовительные ручьи предназначены для получения фасонной заготовки, в них металл перераспределяется для подготовки к окончательной штамповке. В заготовительных ручьях производят: осадку (обычно на плоской площадке штампа); протяжку - удлинение части заготовки 1 (рис. 46, а); подкатку - местное увеличение сечения заготовки за счет утонения соседних участков (рис. 46, б); пережим - уширение заготовки поперек ее оси; формовку - для придания заготовке формы, приближающейся к форме поковки в плоскости разъема (рис. 46, в); гибку (рис. 46, г), а также отрубку заготовок при штамповке из прутка.

Штамповочные ручьи бывают черновые (предварительные) и чистовые (окончательные). Черновой ручей не имеет облойной канавки. Его назначение - предохранить чистовой ручей от изнашивания. Форма чернового ручья такая же, как у чистового, но радиусы закруглений и штамповочные уклоны несколько больше. Чистовой ручей - точное отображение поковки, но с размерами, бóльшими на величину усадки металла при остывании (около 1,5 %). По периметру чистового ручья располагается канавка для облоя. Она состоит из узкого мостика 9 (рис. 44, а) и магазина 10. Назначение мостика - затруднить выход металла из ручья, чтобы создать
в полости штампа высокое давление и облегчить обрезку облоя.

На рис. 47 показана последовательность получения поковки в многоручьевом штампе.

Рис. 47. Многоручьевой штамп: 1 - штамп; 2 - поковка; 3 - протяжка; 4 - подкатка; 5, 6 - черновой и чистовой проходы штамповки; сечения ручьев штампа: I - протяжной; II - подкатной; III - черновой; IV - чистовой

1

2

3

4

5

6

I

II

III

IV

III IV I

II

Переходы штамповки

Ручьи штампа

Операции в заготовительных ручьях. Протяжной ручей 1 увеличивает длины отдельных участков заготовки за счет уменьшения площади их поперечного сечения. Ручей выполняют в форме бойков, образующих порог протяжного ручья; деформация заготовок в нем аналогична операции протяжки на плоских бойках при ковке.

Подкатной ручей II служит для местного увеличения сечения заготовки (набора металла) за счет уменьшения сечения рядом лежащих участков. При обработке в подкатном ручье заготовку вращают вокруг оси после каждого удара.

Гибочный ручей придает заготовке форму, соответствующую форме поковки в плоскости разъема. Из гибочного ручья в следующий ручей заготовку передают с поворотом на 90°.

При штамповке поковок, имеющих в плане форму окружности или близкую к ней, часто применяют осадку исходной заготовки до требуемых размеров по высоте и диаметру. Для этой цели на плоскости штампа предусматривают площадку для осадки.

Операции в штамповочных ручьях. Черновой ручей III снижает износ чистового. При наличии чернового ручья в нем происходит основное формообразование, в чистовом же ручье получают требуемые размеры поковки. Черновой ручей применяют при штамповке поковок сложной конфигурации. При штамповке в черновом ручье поперечные размеры в плоскости разъема устанавливают немного меньше размеров полости чистового ручья. При штамповке в открытых штампах черновой ручей заусенечной канавки не имеет.

В многоручьевом штампе чистовой ручей IV расположен в центре штампа, так как при штамповке наибольшее усилие возникает в нем.

Отделка поковок

Поковки, полученные в открытых штампах, имеют заусенец в плоскости разъема, а в поковках с внутренними отверстиями остаются пленки между наметками (исключая поковки, штампуемые на горизонтально-ковочных машинах).

Рис. 48. Схемы обрезки заусенца (а) и пробивки пленки (б)

Р

Р

1

2

а

б

1

4

3

3

4

Обрезку заусенца и пробивку пленок выполняют с помощью штампов, устанавливаемых на кри-вошипных прессах.

При обрезке заусенца поковку 3 укладывают в матрицу 4 так, чтобы она своим заусенцем ложилась на режущие кромки матрицы (рис. 48, а). При нажатии пуансоном 1 на поковку 3 режущие кромки матрицы срезают заусенец по всему периметру поковки, и она проваливается вниз. Заусенец остается на матрице, а чтобы он не застревал на пуансоне, применяют съемник 2.

При пробивке пленки (рис. 48, б) поковку 3 укладывают в матрицу 4 и с помощью пуансона 1 пробивают; отход проваливается через отверстие матрицы в тару, установленную под столом пресса.

Готовые поковки подвергают правке, термообработке, очистке от окалины и калибровке.

Правка производится с целью устранения искривления оси и искажения поперечного сечения поковок в нагретом или холодном состоянии в чистовых ручьях штампов или в правочных штампах.

Термообработка (отжиг, нормализация) снимает остаточные напряжения в поковке и улучшает обрабатываемость резанием.

Очистка от окалины производится во вращающихся галтовочных барабанах, на дробеметных установках и травлением в 15-18%-ном растворе серной кислоты, нагретом до 60 °С.

Калибровка повышает точность поковки и выполняется в холодном или нагретом состоянии.