Технология горячей объемной штамповки

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.

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. 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 (рисунок 7).

Технология горячей объемной штамповки

Рисунок 7. Схемы штамповок:

а) открытый штамп: б) Закрытый штамп; в) закрытый штамп с двумя взаимно перпендикулярными плоскостями разъема

Штамповка в открытых штампах (рисунок 8, 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 8, 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 7, 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.

2.7 Слесарно-механическая обработка

Отштампованные распределительные валы подвергают термической обработке для снятия внутренних напряжений и обеспечения заданной твердости материала.

Обработка торцов и центровых отверстий на валах ведется на двухсторонних фрезерно-центровальных станках. Обтачивание шеек и подрезание торцов выполняются на токарных многорезцовых полуавтоматах с односторонним, двусторонним (вращение за оба конца вала) или центральным (вращение за среднюю шейку) приводом. В двух последних случаях значительно уменьшается скручивание вала при обработке.

Вследствие малой жесткости распределительных валов и возможности их прогиба от сил резания обработка шеек и кулачков производится с применением люнетов. Для этой цели средняя шейка вала четырехцилиндрового двигателя или две средние шейки вала многоцилиндрового двигателя после зацентровки заготовки обрабатываются начерно и начисто под люнет. Шейки валов шлифуются на кругло шлифовальных станках в центрах.

Кулачки имеют сложный фасонный профиль, и их обработка требует применения копировальных станков. Токарная обработка кулачков производится на копировально-токарных полуавтоматах. Для получения требуемого профиля кулачка при его обтачивании резец, установленный в резцедержателе, должен соответствующим образом смещаться относительно оси вращения вала в поперечном направлении. Чтобы обеспечить благоприятные условия резания (создание необходимых углов резания), резец должен также поворачиваться в зависимости от угла подъёма линии кулачка в данной точке. Оба эти движения на станке создаются путем использования соответствующих механизмов с кулачками.

Технология горячей объемной штамповки

Рисунок 8. Принципиальная схема обтачивания кулачка распределительного вала на токарно-копировальном станке: 1 — заготовка; 2 — копирный вал; 3 — копир

Читать также:  Распиловочный станок с фуганком

На рисунке 8 показана принципиальная схема обтачивания кулачка на токарно-копировальном станке, израбатываемая заготовка, копирный вал и копир вращаются синхронно. Копирный вал создает радиальное перемещение резца в соответствии с профилем кулачка, а копир поворачивает резец, сохраняя постоянным угол резания. Продольная подача обеспечивается перемещением заготовки относительно своей оси. Для предотвращения изгиба валов используются поддерживающие люнеты.

При обработке кулачков необходимо обеспечить требуемое угловое положение заготовки относительно копирного вала станка. Для этой цели используется установочное отверстие в переднем торце, обработанное на предыдущих операциях с учетом расположения кулачков.

Один из кулачков служит установочной базой. Шлифование профиля кулачков выполняется на копировально-шлифовальных полуавтоматах, снабженных дисковыми копирами.

Технология горячей объемной штамповки

Рисунок. 9. Схема станка для шлифования кулачков распределительного вала: 1 — шлифовальный круг; 2 — ось; 3 — ролик; 4 — копир; 5 — шпиндель; 6 — шпинтель; 7 — люлька; 8 — ось

На рисунке 9 показана схема станка для шлифования кулачков распределительного вала. Вал устанавливается в центры бабок, смонтированных на люльке 7, которая может качаться вокруг оси 8. Пружина 6 постоянно стремится повернуть люльку против часовой стрелки. На шпинделе 5 передней бабки, жестко связанным с распределительным валом, неподвижно закрепляется копир 4, упирающийся под действием пружины 6 в ролик 3. Ролик свободно вращается вокруг неподвижной оси 2. При вращении распределительного вала (вместе со шпинделем передней бабки) копир скользит по ролику и в соответствии со своим профилем отводит люльку с бабками и распределительным валом. В результате одновременного воздействия копира 4 и пружины 6 люлька качается вокруг оси 8, приближая и удаляя распределительный вал от шлифовального круга 1. Профили впускного и выпускного кулачков различны, поэтому каждый из них должен обрабатываться по своему копиру.

Шлифование производится широким кругом методом врезания. В массовом производстве для шлифования кулачков применяются специальные многокамневые полуавтоматы типа ХШ-170. Для обеспечения высокой точности обработки перед чистовыми операциями фаски центровых отверстий правятся на центр шлифовальных станках. При обработке валов автомобильных двигателей дополнительно вводятся такие финишные операции, как супер финиширование шеек или полирование шеек и кулачков, обеспечивающих шероховатость поверхности Ra=0,32 мкм.

Горячая штамповка объемная

Гибкие цены, оперативность и пунктуальность в исполнении заказов в каждом случае делают сотрудничество с "СагаМаш" продуктивным и удобным. Для заказа Вам достаточно позвонить 8(495)522-39-25 или отправить заявку на наш электронный адрес Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Горячая штамповка объемная – это способ обработки металлов давлением, при котором изделию придается необходимая форма при помощи специального инструмента – штампа.

Образуемая в результате объемной штамповки деталь называемая поковкой.

При объемной штамповке металл деформируется одновременно по всему объему, а течение его происходит в полости штампа, очертания и размеры которой соответствуют будущей детали.

По сравнению с ковкой штамповка деталей имеет ряд преимуществ.

1. штамповка деталей имеет более высокую производительность;

2. штамповка деталей обеспечивает меньший расход материала;

3. За счет более высокой штамповка деталей в точности позволяет значительно сократить объем последующей обработки резанием.

1. Для объемной штамповки паковок требуется гораздо большее усилие деформирования;

2. Штамп дорогостоящий инструмент и пригоден только для изготовления одной, конкретной паковки.

Поэтом горячая объемная штамповка экономически целесообразно применению в крупносерийном и массовом производстве при изготовлении паковок от нескольких грамм до 20 килограмм.

Штампы – это массивные стальные формы, состоящие из двух частей в которых имеются полости. Эти полости называются ручьями. Верхняя часть штампа закрепляется на подвижной части кузнечной машины, нижняя – на неподвижной. При смыкании обеих частей штампов образуется ручей, формы и размеры которого соответствуют изготавливаемому изделию. В зависимости от степени сложности изделия используют штампы одноручьевые или многоручьевые. Штамповка паковок сложной конфигурации производится в многоручьевых штампах, ручьи которого подразделяются на заготовительные и штамповочные (чистовые и черновые).

В заготовительных ручьях происходит предварительное, а в штамповочных – окончательная форма изменения заготовки. Различают штамповку в открытых и закрытых штампах.

При штамповке деталей в открытых штампах в плоскости их разъема часть металла вытекает в облойную щель – получается заусенец (облой), что служит гарантией полного заполнения полости металлом.

Штамповка деталей в закрытых штампах характеризуется тем, что полость штампа в процессе деформирования остается закрытой. Зазор между подвижной и неподвижной частями штампа при этом постоянный и небольшой. Образование заусенца в нем не предусмотрено.

После штамповки изделий производят ряд завершающих операции: обрезку облоя, прошивку отверстий, правку, термическую обработку (отжиг или нормализацию), очитку от окалины, контроль качества паковок.

Горячая и холодная штамповка деталей / Давильная обработка

В последнее время этот метод получается значительное распространение для изготовления деталей в различных отраслях промышленности.

Заготовка, имеющая форму круга, прижимается упором к вращающейся форме.

Читать также:  Ремонт редуктора болгарки своими руками видео

Давильни перемещается параллельно оси вращения формы и постепенно деформирует металл заготовки, прижимая его к форме. В зависимости от давления толщина стенок детали может быть равной или меньше толщины заготовки.

Этим методом можно изготавливать изделия, получаемые вытяжкой при штамповке, но только полые тела вращения. Давильные работы устраняют необходимость изготовления штампов. Форма часто изготавливается из дерева, и поэтому в ряде случаев давильные работы более экономичные, чем вытяжка при листовой штамповке.

Горячая и холодная штамповка деталей / Производство гнутых профилей

При изготовлении горячей прокаткой фасонных профилей невозможно получить стенки толщиной менее 2-3 мм. В то же время по требуемой прочности в конструкциях такая толщина нередко завышена. Фасонные тонкостенные профили, легкие, жесткие, сложной конфигурации и большой длины можно получать методом профилирования листового материала в холодном состоянии.

Процесс профилирования прокаткой на профилегибочных станках заключается в постепенном изменении формы сечения плоской заготовки до требуемого профиля при последовательном прохождении полосы или ленты через несколько пар вращающихся фигурных роликов. Обычно таких пар от 6 до 20 и более. При данном методе площадь поперечного и толщина исходной или ленты практически не изменяется. Происходит только их последовательная гибка в поперечном сечении.

Технология горячей объемной штамповки

100 (стенка толщиной 0.1 – 0.2 мм при диаметре тубы 20 -40 мм).

Горячая и холодная штамповка деталей / Холодная высадка

Холодную высадку выполняют на специальных холодновысадочных автоматах. Штампуют от прутка или проволоки. Пруток 1 подается до упора 2, поперечным движением ножа 3 отрезается заготовка требуемой длины и последовательно переносится с помощью специального механизма в позиции штамповки, на которых из заготовки поучают деталь.

Технология горячей объемной штамповки

Рис. 8. Холодная высадка

Высадка головки детали за один удар пуансона обеспечивается при l (2,5 – 2,8) d. При l (3,5 – 5,5) d – за два удара, и при l > (6 – 8) d – за три удара.

На холодновысадочных автоматах штампуют заготовки диаметром 0.5 – 40 мм из черных и цветных металлов. Получают такие детали как болты, винты, заклепки, гвозди, шарики, ролики и т.д. Штамповка на холодновысадочных автоматах характеризуется высоким коэффициентом использования металла

95% (только 5% металла идет в отход).

Горячая и холодная штамповка деталей / Холодная объемная формовка

Холодная штамповка деталей методом холодной формовки в открытых штампах заключается в предании заготовке формы детали путе заполнения полости штампа металлом заготовки. Схема холодной формовки аналогична схеме горячей объемной штамповки.

Для уменьшения вредного влияния упрочнения и облегчения процесса деформирования при холодной формовке процесс образования детали обычно расчленяют на переходы, между которыми заготовку подвергают рекристаллизационному отжигу.

Каждый последующий переход осуществляют в специальном штампе. Применяются в крупносерийном и массовом производстве.

Горячая и холодная штамповка деталей / Холодная листовая штамповка

Листовая штамповка – это процесс получения изделий или заготовок из листового материала путем деформирования его на прессах с помощью штампов. Листовой штамповкой можно получать изделия не только из металла, но и из кожи, картона, пластмасс.

Холодная листовая штамповка деталей является одним из наиболее прогрессивных и экономичных методов изготовления деталей. Детали, полученные листовой штамповкой, отличаются точностью размеров, взаимозаменяемостью, и в большинстве случаем не требует дальнейшей механической обработки, имеют высокую прочность и жесткость при малом весе и малом расходе материала. Штамповка позволяет из листового материала изготавливать самые разнообразные детали РЭС – корпуса, фланцы, крышки, стенки, шасси, рамы, платы, шестерни и др. плоские и изогнутые детали.

Холодная штамповка деталей объединяет большое количество операций, которые по характеру деформации металла разделяются на две большие группы:

Операции с разделением (резкой) материала;

Операции с пластической деформацией материала.

Более детально все операции холодной листовой штамповки по виду деформации разделяются на следующие основные виды:

– резка – отделение одной части материала или заготовки от другой по замкнутому или незамкнутому контуру;

– гибка – превращение плоской заготовки в изогнутую деталь;

– вытяжка – превращение плоской заготовки в полую деталь любой формы;

– формовка – изменение формы детали или заготовки путем местных деформаций различного характера.

В свою очередь, почти каждый из основных видов операций подразделяется на ряд конкретных операций, характеризуемых особенностью и назначением производимой работы, а также типом штампа.

Рассматривая основные виды операций холодной штамповки, следует иметь ввиду, что при изготовлении деталей они могут выполняться совместно путем совмещения (при одном штампе) нескольких типов деформаций или выполняться последовательно разными штампами.

Вы можете ознакомиться и с другими услугами предлагаемыми компанией "СагаМаш": токарные работы по металлу, фрезерные работы по металлу, расточные работы и т.д. На все услуги мы предлагаем конкурентные цены и оперативное выполнение работ.

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.

Читать также:  Какой газ лучше для газовой горелки

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.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *