Классификация поковок и выбор штамповочного оборудования.

На выбор штамповочного оборудования кроме пластических характеристик металла производительности, возможности автоматизации техпроцесса и др. в большой степени влияет конфигурация поковки. Ниже рассмотрены особенности штамповки на отмеченных выше трех видах оборудования.

Поковки, штампуемые на штамповочных молотах.

Поковки разделяются на две группы:

1. Поковки удлиненной формы, штампуемые с преобладанием поперечной деформации (рис. 8).

2. Поковки круглые или квадратные с небольшим отношением высоты и диаметру или стороне, штампуемые осадкой в торец (смешанная деформация) (рис.9).

Поковки первой группы преимущественно штампуются в открытых штампах. Для них могут использоваться ручьи: протяжной, подкатной, формовочный, гибочный, черновой, чистовой и отрубной нож.

 

Рис.8.  Молотовые поковки 1-й группы, штампуемые перпендикулярно оси:

а, б – поковки с удлиненной осью (шатуны, рычаги, валики); в, г – поковки с изогнутой осью (коленчатый вал, балка передней оси); д,е – поковки с развилкой и отростками

 

Поковки второй группы штампуются в открытых и, реже, в закрытых штампах, имеющих площадки для осадки, формовочный, прошивной и окончательный чистовой ручьи.

Плоскость разъёма для поковок 1-ой группы выбирается по принципу минимальной глубины ручья. С этой целью плоскость разъёма иногда выбирается по ломаной линии.

Для  контроля  за смещением штампов линию разъёма в поковках 2-ой группы рекомендуется проводить по вертикальной стенке.

Наиболее трудно заполняемые участки контура рекомендуется располагать в верхнем штампе, ручей которого лучше заполняется в силу инерционного эффекта, а также из-за подстывания заготовки в нижнем штампе.

В каждом ручья, кроме отрубного ножа, по поковке наносится один или более ударов бабы молота. При ударе окалина осыпается и удаляется струей сжатого воздуха.

Рис.9. Молотовые поковки 2-й группы, штампуемые осадкой в торец:

  а, б – поковки круглые и квадратные в плане (кольца, втулки, шестерни);

 в – поковки типа крестовин; г – поковки типа стержня небольшой длины

 с фланцем

Поковки,  штампуемые на КГШП (прессовые поковки).

Особенностью штамповки прессовых поковок является штамповка  «в торец»   с продольной или смешанной деформацией (рис. 10).

Это поковки круглые в плане или близкие к ним (рис. 10, а, б). Для их штамповки необходимы площадка для осадки, формовочный и окончательные штамповочные ручьи. Штампы открытые или закрытые.

Поковки типа стержни с утолщением (рис. 10, г, д) требуют такие переходы, как осадка, прямое или комбинированное выдавливание, чистовое оформление головки. Штампы закрытые или открытые.

Поковки с полостями глухими и сквозными (рис. 10, е, ж) требуют возможные переходы: осадка, выдавливание, прошивка, выдавливания поковки со сквозной полостью (рис.10, е) или высадка конца полой заготовки (рис.10, ж).

Случай рис.10, в требует выдавливания за два перехода – это типичная продольная деформация. Прессовые поковки этого типа предпочтительнее штамповать в закрытых штампах, имеющих выталкиватель. При наличии выталкивателя имеет место экономия в расходе металла не только за счёт отсутствия облоя, но и за счёт уменьшения уклонов до 4–5° вместо 8°.

Операции протяжки и другие, связанные с поперечной деформации, на прессе, как правило, не выполняются. Если эти операции требуются, то они выполняются предварительно либо на молоте, либо на ковочных вальцах, либо используется периодический прокат, а штамповка производится только в черновом и чистовом ручьях открытого типа. В этом случае форма поковок аналогична первой группе молотовых поковок (рис.8).

Отметим, что поковку с глухим отверстием (рис.10, г) на молоте получить нельзя, поэтому предпочтение при выборе оборудования в этом случае отдается прессу.

В отличие от молота при штамповке на КГШП в каждом случае процесс деформации совершается за один ход ползуна, поэтому производительность пресса выше, чем молота.

 

Рис.10. Прессовые поковки, штампуемые в торец:

  а, б –  поковки с небольшим отношением высоты к диаметру (стороне) типа шестерен, колец и т.д.; в-ж – поковки,  получаемые продольной деформацией: клапаны, цапфы, втулки и т.д.

Поковки, штампуемые на ГКМ.

Особенностью кинематики ГКМ является две поверхности разъёма штампа. Это дает возможность штамповки более сложных поковок, чем на молоте и КГШП.

Основной операции является высадка или набор металла (рис. 7, е). Чтобы избежать потери устойчивости высаживаемого прутка, необходимо соблюдать условия l / d <2…2,5. При l / d ˃2…2,5 необходимы дополнительные   один   или   два  ручья  для  «набора   металла   в конус» (l – длина в высаживаемой части прутка, d – диаметр).

Поковки, штампуемые на ГКМ, классифицируются следующим образом (рис. 11):

а) поковки типа стержень с утолщением или фланцем (рис.11, а, б). Требуется операция высадки;

б) поковки типа колец, втулок, блоков шестерён (рис. 11, в, г). После высадки, которая должна проводиться с обоих концов прутка, следует операция глубокой прошивки, формовки в окончательном чистовом ручье и пробивки (отделение части прутка от поковки). Диаметр прутка не должен быть больше диаметра отверстия поковки (рис.11, в);

в) поковки с глухими отверстиями (рис. 11, д). Они требуют переходы: высадка, прошивка, отрезка от прутка ходом подвижной матрицы;

г) поковки полые, штампуемые из труб (рис. 11, е) высадкой, обжимом или раздачей.

 

Рис.11. Типы поковок, штампуемых на ГКМ:

а, б) – поковки с утолщением стержня; в, г) – поковки, получаемые высадкой, прошивкой и пробивкой, типа втулки, блока шестерен и др.; д) – поковки с глухой прошивкой; е) – поковки, получаемые высадкой трубной заготовки