Основные части и узлы токарного станка

Токарные станки предназначены для получения из заготовок различных деталей, имеющих форму тел вращения. Если на станке имеется устройство для нарезания резьбы, то такой станок называется токарно-винторезным. На рис. 3 изображен общий вид то карновинторезного станка модели 1К62, указаны основные части, узлы и органы управления. Станина 4 массивное чугунное основание, на котором смонтированы все основные узлы станка. Верхняя часть станины имеет две плоские и две призматические направляющие, по которым могут перемещаться подвижные узлы стайка. Станина установлена на двух тумбах. Передняя бабка I.-чугунная коробка, внутри которой расположен главный рабочий орган станка шпиндель, представляющий собой полый вал, на правом конце которого крепятся приспособления, зажимающие заготовку, например патрон. Шпиндель получает вращение от расположенного в левой тумбе электродвигателя через клиноременную передачу и систему зубчатых колес и муфт, размещенных внутри передней бабки. Механизм (т. е. система зубчатых колес и муфт), который позволяет изменять числа оборотов шпинделя, называют коробкой скоростей.

Суппорт 6 устройство для закрепления резца, обеспечения движения подачи, т. е. перемещения резца в различных направлениях. Движения подачи могут осуществляться вручную и механически. Механическое движение подачи суппорт получает от ходового винта и ходового вала. Фартук 5 система механизмов, преобразующих вращательное движение ходового винта и ходового вала в прямолинейное движение суппорта. Коробка подач 3 механизм, передающий вращение ходовому винту и ходовому валу и изменяющий величину подачи. Вращательное движение в коробку подач передается от шпинделя с помощью реверсивного механизма и гитары со сменными зубчатыми колесами. Гитара 2 предназначается для настройки станка на требуемую подачу подбором соответствующих сменных зубчатых колес. Задняя бабка 7 предназначена для поддерживания правого конца длинных заготовок в процессе обработки, а также закрепления сверл, зенкеров и разверток. Электропривод станка получает электроэнергию от сети промышленного тока. Общее включение станка производится пакетным выключателем, расположенным на специальном щите. Электрооборудование станка размещается в шкафу 8. Включение и выключение электродвигателя, пуск и остановка станка, управление механизмами станка осуществляют соответствующими кнопками, рукоятками, маховичками. В качестве режущего инструмента при работе на токарно-винторезном станке используют различные типы резцов, а также сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки. При работе на токарном станке применяют различные приспособления для закрепления заготовки: различной конструкции патроны, планшайбы, цанги, центры, хомутики, люнеты, оправки. К станку прилагается комплект ключей и других принадлежностей. Для контроля точности обработки токарь использует штангенциркули, микрометры, предельные калибры, шаблоны, угломеры и другие измерительные инструменты. Более подробные сведения о станке, режущих и измерительных инструментах и приспособлениях приведены в последующих главах книги.

 

 

Фрезерование поверхностей заключается в снятии стружки вращающимися многолезвийными инструментами — фрезами, режущие кромки зубьев которых находятся в прерывистом контакте с обрабатываемым материалом.

Различают следующие основные виды фрезерования:

1) осевое цилиндрическое фрезерование цилиндрическими, дисковыми и концевыми фрезами;

2) торцовое фрезерование торцовыми, дисковыми и концевыми фрезами;

3) двустороннее фрезерование дисковыми, концевыми и торцовыми фрезами;

4) трехстороннее фрезерование концевыми и шпоночными фрезами; 5) комбинированное фрезерование наборами фрез;

6) фасонное фрезерование фасонными цилиндрическими и концевыми фрезами.

Фрезерование применяют для обработки поверхностей различных форм (плоскостей, фасонных поверхностей и др.).

Чаще всего фрезерованием обрабатывают плоскости. Для этой цели применяют цилиндрические или торцовые фрезы.

Первые бывают с прямыми (рис. 109, а) или с винтовыми (рис. 109, б) зубьями.

При применении фрез последнего вида фрезерование протекает более плавно и спокойно вследствие постепенного врезания зубьев в металл.

Торцовые фрезы подразделяются на хвостовые и насадные (рис. 109, в). Последние при их значительных размерах делают с вставными зубьями (фрезерные головки, см. рис. 109, г), что позволяет расходовать меньше дорогих инструментальных сталей и заменять, в случае надобности, отдельные зубья фрезы, корпус которой делается из относительно дешевой стали (например, стали 45).

Для фрезерования пазов применяют дисковые, а также концевые цилиндрические фрезы. Дисковые фрезы подразделяются на следующие виды: двусторонние, трехсторонние и пазовые (рис. 109, в—ж). Первые имеют зубья на периферии и на одном из торцов; вторые, кроме того, и на втором торце.

Регулируемые трехсторонние фрезы состоят из двух половин, между которыми помещают прокладки для регулировки толщины фрезы, уменьшающейся после ее заточки.

Пазовые фрезы имеют зубья только на периферии. Концевые «пальцевые» цилиндрические фрезы применяют в тех случаях, когда по каким-либо причинам дисковыми фрезами нельзя обрабатывать: фрезерование пазов дисковыми, более жесткими, фрезами производительнее, чем концевыми.

Для фрезерования углублений, канавок, фасонных поверхностей применяют угловые фасонные фрезы, которые могут быть насадными и хвостовыми (рис. 109, е).

Существуют также особые фрезы для нарезания зубчатых профилей, нарезания резьб и др. (рис. 109, ж, з, и).

Для изготовления фрез применяют быстрорежущие стали (Р18, Р9), сталь 9ХС, а также оснащают фрезы пластинками из твердых сплавов.

 

 

Геометрическая форма каждого зуба фрезы в принципе сходна с геометрической формой токарного резца, однако условия работы зубьев фрез хуже, чем токарных резцов, вследствие прерывистого контакта зубьев фрезы с обрабатываемой поверхностью. Резание металла при фрезеровании протекает менее спокойно, чем при постоянном контакте режущей кромки резца с обрабатываемой поверхностью, что имеет место при точении. Вместе с тем условия воздействия тепла, возникающего при резании фрезой, на ее зубья меньше, чем при точении, так как каждый зуб несколько охлаждается при выходе из контакта с обрабатываемым металлом.

Геометрические параметры зуба фрезы показаны на рис. 110; здесь передний угол γ = 5 ÷ 15°, задний угол α = 10 ÷ 30° и угол заострения β. У фрез, оснащенных пластинками из твердых сплавов, часто передние углы имеют отрицательное значение, а угол заострения β получается до 90°. Чем больше этот угол, тем прочнее зуб фрезы и лучше условия теплоотвода в тело инструмента. Скорость резания v при фрезеровании равна окружной скорости вращения инструмента. Глубина резания t — это слой металла, снимаемый за один проход (рис. 111).

Рис. 111. Схема фрезерования

Шириной фрезерования В называют длину части поверхности, находящуюся в контакте с режущими элементами фрезы и измеряемую в направлении, перпендикулярном подаче.

Подача — это перемещение обрабатываемой заготовки относительно инструмента или, наоборот, фрезы относительно заготовки. Различают подачу на один зуб фрезы (s_z), подачу на один оборот фрезы (s_об) и подачу в минуту (s_мин):

s_мин=s_об * n =s_z * z *n мм/мин,

гдеz — число зубьев фрезы;

n — число оборотов фрезы в минуту;

n = (1000*v) / π*d об/мин;

гдеv — скорость резания в м/мин;

d— диаметр фрезы в мм.

Скорость резания зависит от обрабатываемого материала, условий обработки, глубины резания, подачи, стойкости фрезы и т. д. и назначается по нормативам режима резания или подсчитывается по эмпирическим формулам.

 

При фрезеровании инструментами с периферическими зубьями стружка имеет вид запятой (рис. 112). Ее толщина не равномерна и изменяется по мере поворота зуба относительно обрабатываемой поверхности.

Рис. 113. Попутное (а) и встречное (б) фрезерование

Различают попутное (по подаче) и встречное (против подачи) фрезерование. В первом случае (рис. 113) направление подачи и вращения фрезы совпадают, во втором они направлены противоположно.

Чаще применяют второй способ, при котором толщина стружки постепенно увеличивается и достигает наибольшего значения при выходе зуба фрезы из контакта с обрабатываемой поверхностью.

Площадь поперечного сечения стружки в каждый момент резания — величина переменная.

Силы резания, действующие на зубья фрезы, имеют различные направления и разную величину в зависимости от направления подачи по отношению к направлению вращения фрезы, т. е. от способа фрезерования (встречное или попутное), а также от рода фрезерования (торцовыми фрезами или фрезами с периферическими зубьями). При встречном фрезеровании цилиндрическими фрезами сила резания Р, действующая на каждый зуб фрезы, может быть разложена на две составляющих: касательную к фрезеP_z и радиальную Р_y, направленную к центру фрезы. Касательная сила создает крутящий момент M = (P_z* d)/2 кГмм,

где d — диаметр фрезы в мм.

 

Сверление

Сверление — вид механической обработки материалов резанием, при котором с помощью специального вращающегося режущего инструмента (сверла) получают отверстия различного диаметра и глубины, или многогранные отверстия различного сечения и глубины.

Назначение сверления

Сверление - необходимая операция для получения отверстий в различных материалах при их обработке, целью которой является:

• Изготовление отверстий под нарезание резьбы, зенкерование, развёртывание или растачивание.
• Изготовление отверстий (технологических) для размещения в них электрических кабелей, анкерных болтов, крепёжных элементов и др.
• Отделение (отрезка) заготовок из листов материала.
• Ослабление разрушаемых конструкций.
• Закладка заряда взрывчатого вещества при добыче природного камня.

Сверление цилиндрических отверстий, а также сверление многогранных (треугольных, квадратных, пяти- и шестигранных, овальных) отверстий выполняют с помощью специальных режущих инструментов — свёрл. Свёрла в зависимости от свойств обрабатываемого материала изготавливаются нужных типоразмеров из следующих материалов:

• Углеродистые стали (У8,У9,У10,У12 и др): Сверление и рассверливание дерева, пластмасс, мягких металлов.
• Низколегированные стали (Х,В1,9ХС,9ХВГ и др): Сверление и рассверливание дерева, пластмасс, мягких металлов. Повышенная по сравнению с углеродистыми теплостойкость (до 250 °C) и скорость резания.
• Быстрорежущие стали (Р9,Р18,Р6М5,Р9К5 и др): Сверление всех конструкционных материалов в незакалённом состоянии. Теплостойкость до 650 °C.
• Свёрла, оснащенные твёрдым сплавом, (ВК3,ВК8,Т5К10,Т15К6 и др): Сверление на повышенных скоростях незакалённых сталей и цветных металлов. Теплостойкость до 950 °C. Могут быть цельными, с напайными пластинами, либо со сменными пластинами (крепятся винтами)
• Свёрла, оснащённые боразоном: Сверление закалённых сталей и белого чугуна, стекла, керамики, цветных металлов.
• Свёрла, оснащённые алмазом: Сверление твёрдых материалов, стекла, керамики, камней.

Операции сверления производятся на следующих станках:

• Вертикально-сверлильные станки: Сверление — основная операция.
• Горизонтально-сверлильные станки: Сверление — основная операция.
• Вертикально-расточные станки: Сверление — вспомогательная операция.
• Горизонтально-расточные станки: Сверление — вспомогательная операция.
• Вертикально-фрезерные станки: Сверление — вспомогательная операция.
• Горизонтально-фрезерные станки: Сверление — вспомогательная операция.
• Универсально-фрезерные станки: Сверление — вспомогательная операция.
• Токарные станки: Сверло неподвижно, а обрабатываемая заготовка вращается.
• Токарно-затыловочные станки: Сверление — вспомогательная операция. Сверло неподвижно.
• Токарно-револьверные станки: Сверление — вспомогательная операция. Сверло может быть неподвижно (статический блок) или вращаться (приводной блок)

И на ручном оборудовании:

• Механические дрели: Сверление с использованием мускульной силы человека.
• Электрические дрели: Сверление на монтаже переносным электроинструментом (в том числе ударно-поворотное сверление).
• перфораторы

Для облегчения процессов резания материалов применяют следующие меры:

• Охлаждение: Смазочно-охлаждающие жидкости и газы(вода, эмульсии, олеиновая кислота, углекислый газ, графит и др.)
• Ультразвук: Ультразвуковые вибрации сверла увеличивают производительность и дробление стружки.
• Подогрев: Подогревом ослабляют твёрдость труднообрабатываемых материалов.
• Удар: При ударно-поворотном сверлении (бурении) камня, бетона.

Виды сверления [править]

• Сверление цилиндрических отверстий.
• Сверление многогранных и овальных отверстий.
• Рассверливание цилиндрических отверстий (увеличение диаметра).
• Центровка: высверливание небольшого количества материала для позиционирования другого сверла (например, при глубоком сверлении) или для фиксирования детали задним центром.
• Глубокое сверление: Сверление на глубину 5 и более диаметров отверстия. Часто требует специальных технических решений.

Охлаждение при сверлении [править]

Большой проблемой при сверлении является сильный разогрев сверла и обрабатываемого материала из-за трения. В месте сверления температура может достигать нескольких сотен градусов Цельсия.

При сильном разогреве материал может начать гореть или плавиться. Многие стали при сильном разогреве теряют твердость, в результате режущие кромки стальных свёрл быстрее изнашиваются, из-за чего трение только усиливается, что в итоге приводит к быстрому выходу свёрл из строя и резкому снижению эффективности сверления. Аналогично, при использовании твердосплавного сверла или сверла со сменными пластинами, твердый сплав при перегреве теряет твердость, и начинается пластическая деформация режущей кромки, что является нежелательным типом износа.

Для борьбы с разогревом применяют охлаждение с помощью охлаждающих эмульсий или смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). При сверлении на станке часто возможно организовать подачу жидкости непосредственно к месту сверления. Подача охлаждающей жидкости также может осуществляться через каналы в самом сверле, если это позволяет станок. Такие каналы делаются во многих цельных сверлах и во всех корпусных. Внутренняя подача СОЖ необходима при сверлении глубоких отверстий (глубиной 10 и более диаметров). При этом важно не столько охлаждение, сколько удаление стружки. Давление СОЖ вымывает стружку из зоны резания, что позволяет избежать её пакетирования или повторного резания. Если в таком случае невозможно организовать подачу СОЖ, то приходится осуществлять сверление с периодическими выводами сверла для удаления стружки. Такой метод крайне низкопроизводителен.

При сверлении ручным инструментом сверление время от времени прерывают и окунают сверло в емкость с жидкостью.

18) Шлифовáние — механическая или ручная операция по обработке твёрдого материала (металл, стекло, гранит, алмаз и др.). Разновидность абразивной обработки, которая, в свою очередь, является разновидностью резания. Механическое шлифование обычно используется для обработки твёрдых и хрупких материалов в заданный размер с точностью до микрона. А также для достижения наименьшей шероховатости поверхности изделия допустимых ГОСТом. В качестве охлаждения обычно используют смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ).

Типы шлифовального инструмента [править]

• Эльборовые круги на керамических связках применяется для обработки высокоточных деталей из сталей и сплавов твердостью HRC>50, износостойких покрытий.
• Эльборовый инструмент на органических связках, в том числе отрезные круги, применяются, главным образом, на операциях заточки инструмента (свёрла, фрезы, резцы и т. д.) из быстрорежущих сталей, вышлифовки стружечных канавок, отрезки и прорезки пазов.
• Алмазный инструмент на органических связках, в том числе отрезные круги, применяются для заточки режущего инструмента из твёрдых сплавов, деталей из композита и керамики. Алмазные отрезные круги применяются для высокоточной резки твёрдого сплава, технической керамики, цветных металлов, кварцевого стекла, ферритов, кварца.
• Алмазный инструмент на керамических и металлических связках применяется при шлифовании твердосплавных деталей (пуансонов, калибров, валков и др.), для шлифования режущих пластин из композитов, деталей из сочетания стали и твёрдого сплава, а также для правки шлифовальных кругов.
• Алмазные отрезные круги на металлических связках используются для обработки и резки стекла, хрусталя, драгоценных и полудрагоценных камней. Бруски из синтетического алмаза на металлической связке используются для чернового и чистового хонингования деталей из чугуна и стали.
• Специальный абразивный инструмент, в том числе высокопористый, применяют в производстве турбин при шлифовании деталей из вязких, высокопластичных сплавов (жаропрочных, титановых), для бесприжогового производительного шлифования зубчатых колес, а также для шлифования цветных сплавов, полимерных покрытий на валах бумагоделательных машин.
• Шкурка и паста из эльбора и алмаза используются для финишных операций, притирки и полирования, с целью получения поверхностей с минимальной шероховатостью (Ra=0,08-0,02 мкм).

 

Хонингование — вид абразивной обработки материалов с применением хонинговальных головок (хонов). В основном применяется для обработки внутренних цилиндрических поверхностей путём совмещения вращательного и возвратно-поступательного движения хона с закреплёнными на нём раздвижными абразивными брусками с обильным орошением обрабатываемой поверхности смазочно-охлаждающей жидкостью. Один из видов чистовых и отделочных обработок резанием. Позволяет получить отверстие с отклонением от цилиндричности до 5 мкм и шероховатостью поверхности Ra=0,63÷0,04.

Хонингование наружных поверхностей осуществляется на специализированных станках (горизонтально-хонинговальных) или модернизированных (шлифовальных, горизонтально-расточных), производительность при этом по сравнению с суперфинишированием в 2—4 раза выше вследствие бо́льшего количества брусков и бо́льших давлений.

Области применения хонингования [править]

Обработка отверстий в различных деталях в том числе в деталях двигателя (отверстий блоков цилиндров, гильз цилиндров, отверстий кривошипной и поршневой головок шатунов, отверстий шестерен) и т. д. Хонинговочная сетка является побочным эффектом этого высокоточного метода шлифования. По её характеру можно судить о правильности обработки, точности соблюдения технологии. Особенно это актуально при работе ручным инструментом. Она также способствует лучшему смазыванию при работе пары трения. При обработке хонингованием обеспечивается стабильное получение точных отверстий и требуемых параметров шероховатости обработанной поверхности.

Инструмент для хонингования

При хонинговании используют бруски изготовленный методом прессования на керамической и бакелитовой основе. Абразивным материалом являются белый электрокорунд марок 23А, 24А, 25А и зеленый карбид кремния марок 63С, 64С, а также в качестве абразива используется алмаз и эльбор. Для хонингования используют бруски 2-х типов: БКв - квадратные, БП - плоские. Размеры: длина от 15 до 200 мм ширина и высота от 2 до 80 мм.

1 2 3 1

а) в)

3 1

б) г)

 

25)

 

Ковка — это высокотемпературная обработка различных металлов (железо, медь и её сплавы, титан, алюминий и его сплавы), нагретых до ковочной температуры. Для каждого металла существует своя ковочная температура, зависящая от физических (температура плавления, кристаллизация) и химических (наличия легирующих элементов) свойств. Для железа температурный интервал 1250–800 °С, для меди 1000–650 °С, для титана 1600—900 °С, для алюминиевых сплавов 480–400 °С.

Различают:

• ковка на молотах (пневматических, паровых и гидравлических)
• ручная ковка
• штамповка

Изделия и полуфабрикаты, получаемые ковкой, называют поковкой.

При ковке в штампах металл ограничен со всех сторон стенками штампа. При деформации он приобретает форму этой полости (см. Штампование, Ротационная ковка).

При свободной ковке (ручной и машинной) металл не ограничен совсем или же ограничен с одной стороны. При ручной ковке непосредственно на металл или на инструмент воздействуют кувалдой или молотом.

Свободную ковку применяют также для улучшения качества и структуры металла. При проковке металл упрочняется, завариваются так называемые несплошности и размельчаются крупные кристаллы, в результате чего структура становится мелкозернистой, приобретает волокнистое строение.

Машинную ковку выполняют на специальном оборудовании — молотах с массой падающих частей от 40 до 5000 кг или гидравлических прессах, развивающих усилия 2–200 МН (200–20000 тс), а также на ковочных машинах. Изготовляют поковки массой 100 т и более. Для манипулирования тяжёлыми заготовками при ковке используют подъёмные краны грузоподъёмностью до 350 т, кантователи и специальные манипуляторы.

Ковка является одним из экономичных способов получения заготовок деталей. В массовом и крупносерийном производствах преимущественное применение имеет ковка в штампах, а в мелкосерийном и единичном — свободная ковка.

При ковке используют набор кузнечного инструмента, с помощью которого заготовкам придают требуемую форму и размеры.

Основные операции ковки [править]

• осадка
• высадка
• протяжка
• обкатка
• раскатка
• прошивка и др.

Ковка может быть горячей и холодной.

Горячая ковка создаётся методом нагревания металла и придания ему нужной формы.

В то же время холодная ковка создается без нагрева металла. При помощи сгиба либо вручную, либо на специальном станке, также в создании узора участвует болгарка (обрезание концов квадратного либо круглого прута), и сварочный аппарат, который собирает детали узора вместе.

Область применения ковки — мелкосерийное и единичное производство.

Достоинства ковки:

• высокие механические свойства металла по сравнению с литым;
• возможность получения крупных поковок массой 250 и более тонн, длиной 10 и более метров;
• сравнительно невысокие усилия деформирования при изготовлении крупных по массе поковок;
• применение универсальных машин и универсального инструмента приводит к уменьшению затрат при изготовлении различного типа поковок.

Недостатки ковки:

• низкая производительность;
• большие припуски, допуски, напуски, что вызывает большой объем механической обработки.

 

 

Горячая объёмная штамповка — это вид обработки металлов давлением, при которой формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента — штампа. Течение металла ограничивается поверхностями полостей (а также выступов), изготовленных в отдельных частях штампа, так что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую полость (ручей) по конфигурации поковки. В качестве заготовок для горячей штамповки применяют прокат круглого, квадратного, прямоугольного профилей, а также периодический. При этом прутки разрезают на отдельные (мерные) заготовки, хотя иногда штампуют из прутка с последующим отделением поковки непосредственно на штамповочной машине.

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.

Штамповка в открытых штампах 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 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. 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.

 

 

Преимущества и недостатки.

Масса слитков составляет от 200 кг до 350т. Наибольшее

распространение имеют слитки массой более 1 т. Для ковки

применяются слитки многогранные (чаще всего шести восьмигранные)

или цилиндрические.

По способу изготовления поковок различают свободную ковку и

горячую объёмную штамповку.

Горячая объёмная штамповка – это вид обработки материалов

давлением, при котором формообразование поковки из нагретой заготовки

осуществляют с помощью специального инструмента – штампа. Течение металла

ограничивается поверхностями плоскостей, изготовленных в отдельных частях

штампа, так что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую

плоскость (ручей) по конфигурации поковки.

В качестве заготовок для горячей штамповки в подавляющем

большинстве случаев применяют прокат круглого квадратного, прямоугольного

профилей, а также периодический. При этом прутки разрезают на отдельные

заготовки, хотя иногда штампуют и от прутка с последующем отделением

поковки непосредственно на штамповочной машине. Заготовки отрезают от

прутка различными способами: на кривошипных пресс-ножницах, газовой резкой

и т д.

По сравнению с ковкой штамповка имеет ряд преимуществ. Горячей

объёмной штамповкой можно получать без напусков поковки сложной

конфигурации, которые ковкой изготовить без напусков нельзя, при этом

допуски на штамповочную поковку в 3 – 4 раза меньше, чем на кованную. В

следствии этого значительно сокращается объём последующей механической

обработки, штамповочные поковки обрабатывают только в местах сопряжения с

другими деталями, и эта обработка может сводиться только к шлифованию.

Производительность штамповки значительно выше – составляет десятки

и сотни штамповок в час.

В то же время штамповочный инструмент штамп – дорогостоящий

инструмент и является пригодным только для изготовления какой то одной,

конкретной поковки. В связи с этим штамповка экономически целесообразна

лишь при изготовлении достаточно больших партий одинаковых поковок.

Кроме того, для объёмной штамповке поковок требуется гораздо

больше усилий деформирования, чем для ковки таких же поковок. Поковки

массой в несколько сот килограммов для штамповки считается крупными. В

основном штампуют поковки массой 20 – 30 килограмм. Но благодаря созданию

мощных машин в отдельных случаях штампуют поковки массой до трёх тонн.

Горячей объёмной штамповкой изготовляют заготовки для

ответственных деталей автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин,

самолётов, железнодорожных вагонов, станков и так далее.

Конфигурация поковок чрезвычайно разнообразна, в зависимости от

неё поковки обычно разделяются на группы. Например, штампованные поковки,

можно разделить на 2 группы: удлинённой формы, характеризующиеся большим

отношением длинны к ширине, и круглые или квадратные в плане.

Наличие большого разнообразия форм и размеров штампованных

поковок, а также сплавов, из которых их штампуют, обуславливает

существование различных способов штамповки.

Так как характер течения металла в процессе штамповки определяется

типом штампа, то этот признак можно признать основным для классификации

способов штамповки. В зависимости от типа штампа выделяют штамповку в

открытых штампах и в закрытых штампах.

Штамповка в открытых штампах характеризуется переменным зазором

между подвижным и неподвижным частями штампа. В этот зазор вытекает

заусенец (облой), который закрывает выход из полости штампа и заставляет

металл целиком заполнить всю полость. В конечный момент формирования

заусенец выжимаются излишки металла, находящийся в плоскости, что позволяет

не предъявлять особо высоких требований к точности заготовок по массе.

Заусенец затем обрезается в специальных штампах. Штамповкой в открытых

штампах получают поковки всех типов.

Штамповка в закрытых штампах характеризуется тем, что полость

штампа в процессе деформирования остаётся закрытой. Зазор между подвижной и

не подвижной частями штампа при этом постоянный и большой, так что

образование заусенца в нём не предусматривается. Устройство таких штампов

зависит от типа машины, на которых штампуют. Закрытый штамп может быть с

одной или двумя взаимно перпендикулярными плоскостями разъёма, то есть

состоять из трёх частей.

При штамповке в закрытых штампах надо строго соблюдать равенство

объёмов заготовки и поковки, иначе при недостатке металла не заполняются

углы полости штампа, а при избытке размер поковки по высоте будет больше

нужного. Значит процесс получения заготовки усложняется, поскольку отрезка

заготовок должна сопровождаться высокой точностью. Существенным

преимуществом штамповки в закрытых штампах является уменьшение расхода

металла, поскольку нет отхода заусениц. Поковки полученные в закрытых

штампах имеют более благоприятную микроструктуру, так как волокна обтекают

контур поковки, а не прорезаются в месте выхода металла заусениц. При

штамповке в закрытых штампах металл деформируется в условиях всестороннего

неравномерного сжатия при больших зажимающих напряжениях, чем в открытых

штампах. Это позволяет получить большие степени деформации и штамповать

малопластичные сплавы.

К закрытой штамповке можно отнести штамповку выдавливанием и

прошивкой, так как штамп в этих случаях выполняют по типу закрытого и

отхода металла заусениц не предусматривает. Деформирование металла при

горячей штамповке вдавливанием и прошивкой происходит так же, как при

холодном прямом и обратном выдавливании.