Основные этапы технологического процесса горячей объемной штамповки

При разработке технологического процесса объемной штамповки отправным пунктом является проектирование чертежа поковки, который составляют на основании чертежа детали. От правильной разработки чертежа поковки зависят сложность, а иногда и возможность се изготовления. Принята такая последовательность процесса ГОШ:

• 1) выбор плоскости разъема;
• 2) назначение припусков, допусков и напусков;
• 3) определение штамповочных уклонов;
• 4) определение радиусов закругления;
• 5) конструирование в поковках с отверстиями наметки под прошивку;
• 6) конструирование штампов с учетом расположения волокон в поковке, приемов и удобств штамповки, расположения баз последующей механической обработки и т. д.

Поверхностью разъема называется поверхность, по которой штампы соприкасаются между собой. При открытой штамповке поверхность разъема выбирают в виде плоскости или сочетания плоскостей так, чтобы поковка свободно вынималась из штампа. Желательно, чтобы плоскость разъема совпадала с двумя наибольшими габаритными размерами детали. Тогда третий наименьший габаритный размер будет высотой детали. При этом полость штампа будет иметь наименьшую глубину и наибольшие ширину и длину, что обеспечивает его прочность, легкость изготовления и легкий выем поковки. Для возможности контроля сдвига между верхним и нижним штампами необходимо, чтобы плоскость разъема пересекала вертикальную поверхность поковки.

Установление припусков, допусков и напусков необходимо, так как штамповкой нельзя получить абсолютно точные поковки. Припуски включают дефектный слой металла, вмятины от окалины, искривление поковки, обезуглероженный слой и т. д. Этот дефектный слой удаляется при механической обработке.

Допуски учитывают недоштамповку поковки по высоте, износ ручья штампов, возможный сдвиг штампов и другие факторы.

Припуски и допуски при объемной штамповке назначают по ГОСТу. Величины их зависят от габаритов и массы поковки, от вида оборудования, требуемой шероховатости поверхности.

Иногда для упрощения формы поковки и технологии ее изготовления на поковку назначают напуски. В частности, устанавливают напуск на отверстия при диаметре менее 30 мм, так как стойкость выступов штампа для получения выемки в поковке диаметром менее 30 мм будет очень мала. К технологическим напускам относятся также штамповочные уклоны, шпоночные канавки и др.

Штамповочные уклоны необходимы для облегчения заполнения полости штампа металлом и извлечения из нее поковки. Штамповочные уклоны устанавливаются сверх припуска и назначаются на все вертикальные поверхности поковки, перпендикулярные плоскости разъема. Различают наружные и внутренние штамповочные уклоны. Наружные штамповочные уклоны в большинстве случаев составляют 5—7°, внутренние — 7—10°. Их величина зависит от отношения глубины полости к ее ширине, материала поковки, смазки штампов, наличия выталкивателей и других факторов.

Все пересекающиеся поверхности поковки сопрягаются по радиусам, которые необходимы для лучшего заполнения полости штампа и предохранения его от преждевременной поломки, уменьшения концентрация напряжений в штампе. Радиусы закруглений выбирают по таблицам в зависимости от отношения глубины прилегающей полости к ее ширине. Внутренние радиусы примерно в три раза больше соответствующих наружных.

При штамповке в штампах с одной плоскостью разъема нельзя получить сквозное отверстие в поковке. Поэтому для экономии металла и облегчения последующей прошивки в поковке делают наметку с перемычкой — пленкой небольшой толщины. Обычно толщина пленки составляет 0,1 диаметра отверстия, но не менее 4 мм.

Определив все размеры спроектированной поковки с учетом температурной усадки, получают чертеж горячей поковки, по которому изготовляется полость штампа. Чертеж поковки при штамповке в закрытых штампах составляется по тем же принципам, но имеются некоторые особенности. Плоскость разъема обычно выбирают по верхней или нижней торцевой поверхности детали в той части, которая имеет наибольшую площадь поперечного сечения и вертикальные прилегающие к ней стенки (см. рис. 20.4). При штамповке на молоте более целесообразно выбирать нижнюю торцевую поверхность, с тем чтобы поковка оставалась на выступе нижнего штампа и ее легко можно было удалить после штамповки. Штамповочные уклоны целесообразно выбирать несколько уменьшенными по сравнению с обычной штамповкой. Наружные радиусы закруглений выбирают в зависимости от глубины прилегающей полости, но не менее 1,5 мм; внутренние обычно в 2,5—3 раза больше, чем наружные.

При штамповке в разъемных матрицах наличие двух плоскостей разъема позволяет не предусматривать напусков там, где потребовалось бы делать их в штампах с одной плоскостью разъема. Штамповочные уклоны назначают значительно меньше (0,5—1,5°) или совсем не предусматривают.