Стадии получения сложной поковки в нескольких ручьях

Рис. 1: 1 – черновой ручей; 2 – подкатной ручей; 3 – протяжной ручей; 4 – чистовой ручей; 5 – гибочный ручей

Виды штамповочных ручьев

Заготовительные ручьи предназначены для фасонирования в штампах. Фасонирование – перераспределение металла заготовки с целью придания ей формы, обеспечивающей последующую штамповку с малым отходом металла. К заготовительным ручьям относятся протяжной, подкатной, гибочный и пережимной, а также площадка для осадки.

Протяжной ручей предназначен для увеличения длины отдельных участков заготовки за счет уменьшения площади их поперечного сечения, выполняемого воздействием частых слабых ударов с кантованием заготовки.

Подкатной ручей служит для местного увеличения сечения заготовки (набора металла) за счет уменьшения сечения рядом лежащих участков, то есть для распределения объема металла вдоль оси заготовки в соответствии с распределением его в поковке. Переход осуществляется за несколько ударов с кантованием.

Пережимной ручей предназначен для уменьшения вертикального размера заготовки в местах, требующих уширения. Выполняется за 1…3 удара.

Гибочный ручей применяют только при штамповке поковок, имеющих изогнутую ось. Служит для придания заготовке формы поковки в плоскости разъема. Из гибочного ручья в следующий заготовку передают с поворотом на 90 ⁰.

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 этого на плоскости штампа предусматривают площадку для осадки.

Штамповочные ручьи предназначены для получения готовой поковки. К штамповочным ручьям относятся черновой (предварительный) и чистовой (окончательный).

Черновой ручей предназначен для максимального приближения формы заготовки к форме поковки сложной конфигурации. Глубина ручья несколько больше, а поперечные размеры меньше, чем у чистового ручья (чтобы заготовка свободно укладывалась в чистовой ручей). Радиусы скругления и уклоны увеличиваются. В открытых штампах черновой ручей не имеет облойной канавки. Применяется для снижения износа чистового ручья, но может отсутствовать.

Чистовой ручей служит для получения готовой поковки, имеет размеры «горячей поковки», то есть больше, чем у холодной поковки, на величину усадки. В открытых штампах по периметру ручья предусмотрена облойная канавка, для приема избыточного металла. Чистовой ручей расположен в центре штампа, так как в нем возникают наибольшие усилия при штамповке.

Технология горячей объемной штамповки

Технологический процесс ГОШ отличается значительным разнообразием и определяется выбором самого изделия и применяемым оборудованием. Технологический процесс зависит от формы поковки. По форме в плане поковки делятся на две группы: диски и поковки удлиненной формы.

К первой группе относятся круглые или квадратные поковки, имеющие сравнительно небольшую длину: шестерни, диски, фланцы, ступицы, крышки и др. Штамповка таких поковок производится осадкой в торец исходной заготовки с применением только штамповочных переходов.

Ко второй группе относятся поковки удлиненной формы: валы, рычаги, шатуны и др. Штамповка таких поковок производится протяжкой исходной заготовки (плашмя). Перед окончательной штамповкой таких поковок в штамповочных ручьях требуется фасонирование исходной заготовки в заготовительных ручьях штампа, свободной ковкой или на ковочных вальцах.

Схемы штамповки

Так как характер течения металла в процессе штамповки определяется типом штампа, то этот признак можно считать основным для классификации способов штамповки. В зависимости от типа штампа выделяют штамповку в открытых и закрытых штампах (рисунок 2).

Схемы штамповки

Рис. 2

Штамповка в открытых штампах (рисунок 2, позиция а) характеризуется переменным зазором между подвижной и неподвижной частями штампа. В этот зазор вытекает часть металла – облой, который закрывает выход из полости штампа и заставляет остальной металл заполнить всю полость. В конечный момент деформирования в облой выжимаются излишки металла, находящиеся в полости, что позволяет не предъявлять высокие требования к точности заготовок по массе. Штамповкой в открытых штампах можно получить поковки всех типов.

Штамповка в закрытых штампах (рисунок 2, позиция б) характеризуется тем, что полость штампа в процесс деформирования остается закрытой. Зазор между подвижной и неподвижной частями штампа постоянный и небольшой, образование в нем облоя не предусмотрено. Устройство таких штампов зависит от типа машины, на которой штампуют. Например, нижняя половина штампа может иметь полость, а верхняя – выступ (на прессах), или верхняя – полость, а нижняя – выступ (на молотах). Закрытый штамп может иметь две взаимно перпендикулярные плоскости разъема (рисунок 2, позиция в).

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.

Существенное преимущество штамповки в закрытых штампах – уменьшение расхода металла из-за отсутствия облоя. Поковки имеют более благоприятную структуру, так как волокна обтекают контур поковки, а не перерезаются в месте выхода металла в облой. Металл деформируется в условиях всестороннего неравномерного сжатия при больших сжимающих напряжениях, это позволяет получать большие степени деформации и штамповать малопластичные сплавы.

ъемная штамповка — вид обработки металлов давлением, при кото­ром формообразование поковки осуществляется пластическим деформиро­ванием заготовки в специальном инструменте — штампе. Полости в верхней и нижней частях штампа называют ручьями штампа.

Течение металла в штампе ограничивается поверхностями полости штампа, и в конечный момент штамповки при смыкании они образуют еди­ную замкнутую полость, соответствующую по конфигурации поковке.

Исходным материалом для ГОШ служат прокатанные или прессованные прутки круглого, квадратного или прямоугольного сечения, а также перио­дический прокат. Штамповку можно вести непосредственно от прутка с по­следующим отделением его от штампованной части, однако чаще предвари­тельно от прутка отрезают мерные куски. Штамповке подвергают чаще всего углеродистые или низколегированные стали, реже цветные металлы и спла­вы. Основными достоинствами ГОШ являются:

1. Высокая производительность — до сотен поковок в час.

2. Меньшие припуски и допуски, чем при ковке. Это приводит к уп­рощению механической обработки и снижению ее трудоемкости. У дета­лей, полученных ГОШ, часто обрабатываются только сопрягаемые по­верхности.

3. Квалификация штамповщика может быть существенно меньшей, чем кузнеца.

Вместе с тем следует знать, что для ГОШ требуются значительно боль­шие усилия, чем при ковке однотипных деталей. Это связано с тем, что при штамповке течение металла затруднено трением о стенки ручья и тем, что деформации одновременно подвергаются большие объемы заготовки.

Кроме того, масса штампованных поковок ограничивается мощностью оборудования; обычно это до 100—200 кг.

Процесс штамповки выполняется в зависимости от вида поковки, рода материала и характера производства на установках различного вида. Наибо­лее широкое распространение получила штамповка на молотах, прессах, го­ризонтально-ковочных машинах, ковочных или ротационно-обжимных вальцах и другом оборудовании.

Молоты представляют собой машины динамического действия на обра­батываемый металл и чаще всего характеризуются массой падающих частей; в отдельных случаях им придается дополнительное ускорение давлением пара или воздуха (0,7—0,9 МН/м²). К моменту ударного деформирования молоты накапливают кинетическую энергию

производства сравнительно мелких поковок пневматические моло­ты имеют массу падающих частей 100—1000 кг, для крупных — до 30 т. Молоты могут производить до 55 ударов/мин. Штампованные поковки на молотах производят массой до 1000 кг, при этом в каждом ручье штамповку выполняют за 2—4 удара.

20.3. Разновидности горячей объемной штамповки

Большое разнообразие форм и размеров штампованных заготовок и ма­териалов, из которых они штампуются, обусловливает различные способы их получения в зависимости от типа штампов, способа установки в штампе, вида применяемого оборудования.

В зависимости от типа штампа ГОШ подразделяют на штамповку в откры­тых штампах, штамповку в закрытых штампах и в штампах для выдавливания.

Штамповка в открытых штампах характеризуется тем, что полость штампа в процессе деформирования незамкнута (рис. 20.2). В течение всего процесса деформирования между верхним и нижним штампами существует переменный зазор, который постепенно уменьшается. В него выдавливается металл, образующий по периметру поковки заусенец (облой). Процесс де­формирования исходной заготовки в открытом штампе можно представить

Рис. 20.2. Штамповка в открытых штампах:

а — начальная стадия; б — стадия образования заусенца; в — конечная стадия штамповки, 1—2 — нижняя и верхняя половины штампа, 3 — исходная заго­товка, 4 — заусенец, 5 — заусеничная канавка

 

следующим образом. В начальный момент приложения силы часть металла вытекает из полости ручья в заусенечную канавку. Объем металла, находя­щийся в ручье штампа, таким образом, не постоянен; при большом зазоре между частями штампа металл сравнительно легко вытекает в заусенец, так как сопротивление течению металла здесь меньше, чем в трудно заполняе­мых углах полости штампа. При дальнейшем деформировании в результате сжатия заусенца, уменьшения его высоты и более интенсивного охлаждения, сопротивление течению металла в заусенечную канавку резко возрастает, полость штампа все более прочно «запирается». При возрастании усилия металл уже практически не течет в заусенец, а заполняет все углы штампа. Если в начальный момент деформирования схема напряженного состояния характеризовалась как всестороннее сжатие с большой степенью неравно­мерности сил по осям, то в конечный момент эта схема все более приближа­ет до величины, необходимой для получения четко оформленной поковки. В последний момент происходит так называемая доштамповка — вытеснение избытка металла в заусенечную канавку, после чего обе половины штампа практически смыкаются.

ковки простой конфигурации, не имеющие большой разницы попе­речных сечений по длине (высоте), обычно штампуют непосредственно из мерных прокатанных заготовок в штампах с одной полостью, т. е. в одно-ручьевых штампах. Поковки сложной конфигурации, требующие большого перераспределения металла заготовки, штамповать из заготовок постоянного профиля невозможно или нецелесообразно из-за недопустимо больших от­ходов в заусенец. В этом случае необходимо применять предварительно профилирован­ную или фасонную заготовку, т. е. заготовку приблизить к форме поковки прежде, чем производить окончательное формообразование в штамповочном ручье. Чаще всего фасонную заготовку получают в заготовительных ручьях многоручьевых штампов. При штамповке в каждом из ручьев форма заго­товки постепенно приближается к форме поковки. Чем сложнее поковка, тем больше требуется ручьев. Каждый ручей вы­полняет свою функцию (рис. 20.3). Правильный выбор количества и функции каждого из ручьев имеет большое значение при разработке технологии штамповки. От этого зависят экономичность и производительность процесса. Наивысшая производительность и максимальное снижение себестоимо­сти поковок достигаются при применении в качестве фасонированных заго­товок периодического проката и вальцованных заготовок. В этом случае фасонную заготовку получают на специализированном обо­рудовании (прокатные стены, ковочные вальцы, машины для поперечно-клиновой вальцовки и т. д.), а штамповку (как правило, без дополнительного на­грева) осуществляют на штамповочном оборудовании в одноручьевых штампах.   Поковка   Рис. 20.3. Стадии получения сложной поковки в нескольких ручьях: / — предварительный ручей; 2 — подкатной ручей; 3 — протяжной ручей; 4 — окончательный ручей; 5 — губочный ручей В процессе штамповки полость штампа изнашивается, что приводит к увеличению в допустимых пределах объема поковок. Для компенсации этого увеличения предусматривается дополнительное количество металла в заго­товке. Поскольку весь излишек металла выдавливается в заусенец, точность поковок, получаемых в открытых штампах, не зависит от точности исходных заготовок. Все поковки являются точными отпечатками полости штампа, а объем заусенца имеет переменную величину. Это позволяет не предъявлять особо высоких требований к точности исходных заготовок по массе. Штамповка в открытых штампах наиболее распространена в настоящее время и производится на различном оборудовании: молотах, механических прессах, гидравлических прессах и т. д. Этот способ применяют для получе­ния практически всех типов поковок. Штамповка в закрытых штампах. В отличие от открытой штампов­ки, характерной особенностью штамповки в закрытых штампах является то, что деформация заготовки осуществляется в закрытой полости штампа, весь   объем металла, находящегося в полости штампа, идет на формообразование поков­ки и ее формирование происходит без вы­текания металла в заусенец. Рис. 20.4. Штамповка в закрытых штампах: /, 2 —верхняя и нижняя части штампа Зазор между подвижной и неподвижной частями штампа в процессе деформирования постоянный и очень небольшой (рис. 20.4). Он служит только для создания подвижности одной части штампа относительно другой и предохраняет штампы от заклинивания. Че­рез него в конце штамповки металл может вытекать в торцевой заусенец, что указывает на избыток металла в заготовке и вызывает большие напряжения в полости и излишний ее износ. При штамповке в закрытых штампах благоприятная схема неравномер­ного всестороннего сжатия возникает в самом начале процесса, что способ­ствует лучшему проявлению пластических свойств металла. Это дает воз­можность штамповать малопластичные сплавы. Объемная штамповка в закрытых штампах является прогрессивным технологическим способом штамповки и имеет ряд преимуществ перед штамповкой в открытых штампах. Из-за отсутствия заусенца экономится металл, ликвидируется потребность в прессах и штампах для обрезки за­усенца, снижается трудоемкость и сокращается технологический цикл изго­товления поковок. В настоящее время в автомобильном и тракторном произ­водствах, отличающихся наиболее отработанной технологией, коэффициент использования металла составляет до 0,75—0,8. В закрытых штампах полу­чают поковки более высокого качества, чем в открытых, за счет рациональ­ного распределения волокон металла, плавно обтекающих контур поковки, а также за счет более равномерной деформации металла. Однако при штамповке в закрытых штампах требуются заготовки высо­кой точности, так как объем заготовки должен быть точно равен объему по­ковки. При недостаточном объеме заготовки поковки будут с неоформлен­ными углами, а при завышенном объеме заготовок толщина поковок будет больше заданной чертежом. Получение же точных заготовок требует допол­нительных затрат на их калибровку и на специальный инструмент для отрезки. Срок службы закрытых штампов меньше, чем открытых, так как в них развиваются более высокие давления. Закрытые штампы часто выходят из строя из-за поломок, а не из-за стирания или смятия, как открытые штампы. Штамповка выдавливанием характеризуется тем, что позволяет изго­товлять поковки из малопластичных высокопрочных сталей и производить обработку с наименьшими отходами металла. В зависимости от направления течения металла различают штамповку прямым выдавливанием и штамповку   I       Рис. 20.5. Штамповка выдавливанием: а — комбинированная (7 — обратное, 2 — пря­мое выдавливание), б — в разъемных матрицах прошивкой (обратное выдавлива­ние). При прямом выдавливании течение металла происходит в на­правлении движения пуансона. При обратном выдавливании ме­талл течет в направлении, обрат­ном движению пуансона. На прак­тике также применяют комбини­рованное выдавливание, при кото­ром металл течет в прямом и об­ратном направлениях (рис.20.5, а). Если деформации подвергают заготовку с предварительно про­шитым отверстием, то получаемая поковка имеет вид полого стержня с прошитым утолщением. В этом случае также различают прямой и обратный процесс выдавливания. Прямым выдавливанием изготовляют стержневые поковки, имеющие на одном конце утолщение (например, клапаны). Штамповкой прошивкой (об­ратное выдавливание) изготовляют поковки типа полых стаканов, гильз, раз­личных втулок и т. д. Штамповка выдавливанием производится преимущест­венно на гидравлических прессах, кривошипных прессах и горизонтально-ковочных машинах. Штамповка в штампах с разъемными матрицами (рис. 20.5, б) является дальнейшим развитием метода штамповки в закрытых штампах. Наличие дополнительного разъема дает возможность получить за один переход по­ковки очень сложной формы, например с выступами или отверстиями в бо­ковых стенках, не выполнимыми при штамповке в цельной матрице. Приме­нение разъемных матриц значительно увеличивает разнообразие форм поко­вок, допускающих штамповку в закрытых штампах без упрощения формы поковок назначением напусков. Штампы с разъемными матрицами выполняются как с вертикальной, так и горизонтальной плоскостями разъема. При штамповке в разъемных матри­цах необходимо применять приспособления, автоматизирующие зажим и разъем матриц. Еще более целесообразно применять специальные машины (прессы с несколькими ползунами, прессы двойного действия и т. п.). Наи­более распространенным видом штамповки в разъемных матрицах является штамповка на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ), механизм кото­рых обеспечивает как рабочее движение пуансона, так и разъем матриц. При штамповке на ГКМ в качестве заготовок используют круглый прокат либо трубы. Основная продукция ГКМ — стержни с утолщением на концах типа клапанов, втулок, колец и др. Штамп состоит из трех   частей (рис. 20.6): неподвижной части матрицы 4, закрепленной в станине машины 3, подвижной части 6 и пуансона I. Штампуемый пруток 5 подается до упора 2 и зажимается матрицами, имеющими полости, при смыкании образующие калибр, конфигурация которого соответствует форме получаемой поковки. При движении пу­ансона металл в матрице деформируется и за­полняет полость матрицы. Благодаря разъему матрицы припуски и уклоны штамповки мини­мальны или вовсе отсутствуют. При обратном ходе машины пуансон и подвижная матрица возвращаются в исходное положение и поковка извлекается из ручья. Штамповка на ГКМ может осуществляться в одном или нескольких ручьях, оси которых распо­лагаются по вертикали одна над другой. Рис. 20.6. Схема штам­повки на горизонтально-ковочных машинах: / — пуансон, 2 — упор; 3 — станина, 4 — неподвижная матрица; 5 — заготовка; б — подвижная матрица Преимущества штамповки на ГКМ перед штамповкой в неразъемных матрицах — более высокая производительность, возможность полу­чения поковок без заусенцев, с минимальными припусками на обработку, получение поковок типа колец подшипников без отхода материала на обра­зование отверстия, улучшение структуры металла.

Объемной штамповкой называют процесс получения поковок, при котором формообразующую полость штампа, называемую ручьем, принудительно заполняют металлом исходной заготовки и перераспределяют его в соответствии с заданной чертежом конфигурацией.

Применение объемной штамповки оправдано при серийном и массовом производстве. При использовании этого способа значительно повышается производительность труда, снижаются отходы металла, обеспечиваются высокие точность формы изделия и качество поверхности. Штамповкой можно получать очень сложные по форме изделия, которые невозможно получить приемами свободной ковки.

Объемную штамповку осуществляют при разных температурах исходной заготовки и, в соответствии с температурой, делят на холодную и горячую. Наиболее широкое распространение получила горячая объемная штамповка (ГОШ), которую ведут в интервале температур, обеспечивающих снятие упрочнения.

Исходным материалом для горячей объемной штамповки являются сортовой прокат, прессованные прутки, литая заготовка, в крупносерийном производстве – периодический прокат, что обеспечивает сокращение подготовительных операций.

 

Формообразование при горячей объемной штамповке

 

Основная операция ГОШ может быть выполнена за один или несколько переходов. При каждом переходе формообразование осуществляется специальной рабочей полостью штампа – ручьем (гравюрой). Переходы и ручьи делятся на две группы: заготовительные и штамповочные. Схема технологического процесса получения сложной заготовки в нескольких ручьях представлена на рис.13.1.

 

Рис. 13.1. Стадии получения сложной поковки в нескольких ручьях

1 – черновой ручей; 2 – подкатной ручей; 3 – протяжной ручей; 4 – чистовой ручей, 5 – гибочный ручей

 

^ Заготовительные ручьи предназначены для фасонирования в штампах.

Фасонирование – перераспределение металла заготовки с целью придания ей формы, обеспечивающей последующую штамповку с малым отходом металла.

К заготовительным ручьям относятся протяжной, подкатной, гибочный и пережимной, а также площадка для осадки.

Протяжной ручей предназначен для увеличения длины отдельных участков заготовки за счет уменьшения площади их поперечного сечения, выполняемого воздействием частых слабых ударов с кантованием заготовки.

^ Подкатной ручей служит для местного увеличения сечения заготовки (набора металла) за счет уменьшения сечения рядом лежащих участков, то есть для распределения объема металла вдоль оси заготовки в соответствии с распределением его в поковке. Переход осуществляется за несколько ударов с кантованием.

^ Пережимной ручей предназначен для уменьшения вертикального размера заготовки в местах, требующих уширения. Выполняется за 1…3 удара.

Гибочный ручей применяют только при штамповке поковок, имеющих изогнутую ось. Служит для придания заготовке формы поковки в плоскости разъема. Из гибочного ручья в следующий заготовку передают с поворотом на 90 ⁰.

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 этого на плоскости штампа предусматривают площадку для осадки.

Штамповочные ручьи предназначены для получения готовой поковки. К штамповочным ручьям относятся черновой (предварительный) и чистовой (окончательный).

^ Черновой ручей предназначен для максимального приближения формы заготовки к форме поковки сложной конфигурации. Глубина ручья несколько больше, а поперечные размеры меньше, чем у чистового ручья (чтобы заготовка свободно укладывалась в чистовой ручей). Радиусы скругления и уклоны увеличиваются. В открытых штампах черновой ручей не имеет облойной канавки. Применяется для снижения износа чистового ручья, но может отсутствовать.

^ Чистовой ручей служит для получения готовой поковки, имеет размеры «горячей поковки», то есть больше, чем у холодной поковки, на величину усадки. В открытых штампах по периметру ручья предусмотрена облойная канавка, для приема избыточного металла. Чистовой ручей расположен в центре штампа, так как в нем возникают наибольшие усилия при штамповке.

Технологический процесс ГОШ отличается значительным разнообразием и определяется выбором самого изделия и применяемым оборудованием.

Технологический процесс зависит от формы поковки. По форме в плане поковки делятся на две группы: диски и поковки удлиненной формы.

К первой группе относятся круглые или квадратные поковки, имеющие сравнительно небольшую длину: шестерни, диски, фланцы, ступицы, крышки и др. Штамповка таких поковок производится осадкой в торец исходной заготовки с применением только штамповочных переходов.

Ко второй группе относятся поковки удлиненной формы: валы, рычаги, шатуны и др. Штамповка таких поковок производится протяжкой исходной заготовки (плашмя). Перед окончательной штамповкой таких поковок в штамповочных ручьях требуется фасонирование исходной заготовки в заготовительных ручьях штампа, свободной ковкой или на ковочных вальцах.

Так как характер течения металла в процессе штамповки определяется типом штампа, то этот признак можно считать основным для классификации способов штамповки. В зависимости от типа штампа выделяют штамповку в открытых и закрытых штампах (рис. 13.2).

 

Рис. 13.2. Схемы штамповки в открытых и закрытых штампах: 1 – облойная канавка

 

Штамповка в открытых штампах (рис.13.2.а) характеризуется переменным зазором между подвижной и неподвижной частями штампа. В этот зазор вытекает часть металла – облой, который закрывает выход из полости штампа и заставляет остальной металл заполнить всю полость. В конечный момент деформирования в облой выжимаются излишки металла, находящиеся в полости, что позволяет не предъявлять высокие требования к точности заготовок по массе. Штамповкой в открытых штампах можно получить поковки всех типов.

^ Штамповка в закрытых штампах (рис.13.2.б) характеризуется тем, что полость штампа в процесс деформирования остается закрытой. Зазор между подвижной и неподвижной частями штампа постоянный и небольшой, образование в нем облоя не предусмотрено. Устройство таких штампов зависит от типа машины, на которой штампуют. Например, нижняя половина штампа может иметь полость, а верхняя – выступ (на прессах), или верхняя – полость, а нижняя – выступ (на молотах). Закрытый штамп может иметь две взаимно перпендикулярные плоскости разъема (рис. 13.3.в).

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.

Существенное преимущество штамповки в закрытых штампах – уменьшение расхода металла из-за отсутствия облоя. Поковки имеют более благоприятную структуру, так как волокна обтекают контур поковки, а не перерезаются в месте выхода металла в облой. Металл деформируется в условиях всестороннего неравномерного сжатия при больших сжимающих напряжениях, это позволяет получать большие степени деформации и штамповать малопластичные сплавы.

 

Чертеж поковки

 

Чертеж поковки является основным документом при разработке технологического процесса и проектировании штампа. Его выполняют на основе чертежа детали по ГОСТ 7505 – Поковки стальные штампованные.

Сначала необходимо выбрать поверхность разъема, т.е. поверхность, по которой соприкасаются между собой верхняя и нижняя половины штампа. Обычно эта поверхность является плоскостью или сочетанием плоскостей. Она необходима для установки исходной заготовки и удаления из штампа готовой поковки. Поверхность разъема устанавливают в плоскости двух наибольших габаритных размеров, при этом полости штампа имеют наименьшую глубину.

При штамповке в открытых штампах плоскость разъема должна обеспечивать контроль сдвига верхней и нижней частей штампа после обрезки облоя. Для этого она должна пересекать вертикальную поверхность поковки (рис. 13.3.а). Желательно плоскость разъема располагать так, чтобы естественные уклоны облегчали удаление поковки из штампа (рис. 13.3.б) даже без выталкивателей и без существенного упрощения формы детали.

 

Рис. 13.3. Выбор плоскости разъема штампа

 

В некоторых случаях положение плоскости разъема определяется макроструктурой металла. Например, при штамповке шестерен плоскость разъема должна быть перпендикулярна к оси детали. В этом случае макроструктура получается одинаковой у всех зубьев шестерни и обеспечивает их высокую прочность. На рис. 13.4 показан выбор положения разъема штампа по условиям работы детали. Если деталь работает на срез по линии а – а, то волокна металла должны располагаться перпендикулярно к линии среза (положение II – II). Положение плоскости разъема I – I в данном случае нежелательно.

 

Рис.13.4. Схема к выбору плоскости разъема с учетом условий работы детали

 

При выборе плоскости разъема необходимо учитывать использование поверхностей поковки в качестве баз при механической обработке. Базы должны быть цилиндрическими, без штамповочных уклонов. При этом припуск на механическую обработку должен быть одинаков в направлении обработки.

При штамповке в закрытых штампах плоскость разъема выбирают по торцевой наибольшей поверхности детали.

Припуски на механическую обработку регламентируются ГОСТ 7505 с учетом точности поковки, которая определяется видом оборудования и технологией ГОШ (открытая или закрытая) и назначаются в основном на сопрягаемые поверхности.

Допуски учитывают возможные отклонения от номинальных размеров вследствие недоштамповки по высоте, сдвига частей штампов, их износа и т.п.

К кузнечным напускам относятся штамповочные уклоны, внутренние радиусы закруглений, перемычки отверстий.

Штамповочные уклоны назначаются сверх припуска, они повышают отход металла при механической обработке и утяжеляют поковку. Для наружных поверхностей, вследствие температурной усадки, уклоны меньше, чем для внутренних поверхностей.

Все пересекающиеся поверхности сопрягаются по радиусам. Это необходимо для лучшего заполнения полости штампа и предохранения его от преждевременного износа и поломок. Радиусы скругления зависят от глубины полости штампа. Внутренние радиусы скругления в 3…4 раза больше, чем наружные. Наружные радиусы обычно составляют 1…6⁰.

При штамповке в штампах с одной плоскостью разъема нельзя получить сквозное отверстие в поковке, поэтому наносят только наметку отверстия с перемычкой-пленкой, удаляемой впоследствии в специальных штампах. Толщина перемычки устанавливается в зависимости от диаметра отверстия , но не должна быть менее 4 мм. Отверстия диаметром менее 30 мм не штампуются