Особенности технологических процессов штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах

Основные технологические операции штамповки

Штамповка на КГШП является более точным методом обработки давлением, чем молотовая штамповка, более производительным и экономичным, особенно в крупносерийном и массовом производстве. Во всем мире наблюдается тенденция к увеличению доли КГШП в парке кузнечно-прессовых машин.

При штамповке на КГШП осуществляют ряд переходов, аналогичных молотовым переходам: осадку, пережим, гибку, калибровку, отрубку, предварительную и окончательную штамповку в открытых и закрытых штампах. Подкатку и протяжку на прессе не производят.

Основные правила конструирования поковок на КГШП такие же, как и у молотовых поковок. Отличие имеется только в величине припусков, допусков и штамповочных уклонов. Они стандартизованы и позволяют уменьшить припуски на механическую обработку на 20…35%. Радиусы закруглений поковок на КГШП устанавливают такие же, как и у молотовых поковок. Допуски на шероховатость поверхности (зарубины, вмятины от окалины, царапины, забои) устанавливают не более половины припуска.

При штамповке на прессах плоскости разъема штампов не должны соприкасаться, иначе может происходить заклинивание кривошипно-шатунного механизма, устранить которое часто не удается без разрушения одного из звеньев (как правило, разрезается газом шатун). Поэтому заусеничные канавки всегда делаются открытыми, и толщина заусенца обусловливается зазором между верхней и нижней половиной штампов. Чтобы исключить заклинивание, высота заусенца для пресса не может быть выбрана менее I мм, а ширина мостика берется в 1,5 — 2 раза меньше, чем у молотовых штампов.

Для поковок первой группы, т. е. штампуемых перпендикулярно оси заготовки, выбор переходов по существу не отличается от переходов при штамповке на молотах, и поскольку протяжка и подкатка исключаются, при необходимости (если форма заготовки требует осуществления этих переходов), они выполняются на другом оборудовании — молоте, ковочных вальцах и т. п. При достаточно большом объеме выпуска рекомендуют применять фасонные заготовки, получаемые методом прокатки, размеры и форму которых нужно устанавливать как для расчетных заготовок.

Штамповка поковок второй группы на прессах отличается от молотовой штамповки применением фасонной площадки для осадки (вместо плоской) и дополнительного фасонировочного ручья. Кроме того, по возможности окончательные ручьи заменяют ручьями для выдавливания.

На кривошипных прессах производят два вида переходов, не имеющих подобных при молотовой штамповке: фасонирование и выдавливание.

Фасонирование является заготовительным переходом, который применяют при штамповке поковок второй группы сложной формы. Поскольку металл при штамповке на КГШП с большой интенсивностью течет в направлении плоскости разъема, но плохо заполняет вертикальные полости, для хорошего заполнения выступов в штамповочном ручье при фасонировании осуществляют набор металла не только со стороны выступов, но одновременно и с противоположной стороны. На рис. 10.2, а пунктиром показаны верхние области вертикальных полостей, которые трудно заполняются металлом. Поэтому на переходе «фасонирование» формируют элементы в нижней части заготовки, благодаря которым в окончательном ручье исключается перемещение металла в горизонтальном направлении и облегчается заполнение верхних областей. Размеры полостей фасонировочного ручья подбирают таким образом, чтобы объем металла в них полностью обеспечивал заполнение вертикальных стенок поковки в окончательном ручье.

Рис. 10.2. Примеры фасонирования: а — заготовительные переходы; б — окончательные переходы.

(рис. 10.2, б) и исключал необходимость в перемещении металла в горизонтальном направлении.

Выдавливание может быть как заготовительным переходом, так и штамповочным. Имеются четыре разновидности процесса выдавливания (рис. 10.3): прямое (рис. 10.3, а, е), обратное (рис. 10.3, 5, в), поперечное (рис. 10.3, г) и комбинированное (рис. 10.3, д). При прямом выдавливании металл течет в сторону движения пуансона, при обратном — навстречу.

Напряженное состояние металла при выдавливании чрезвычайно благоприятно для пластического течения, так как оно приближается к равномерному всестороннему сжатию. Благодаря этому металл легко деформируется и выдавливанием можно получать поковки из труднодеформируемых жаропрочных сталей и сплавов, часто даже можно производить штамповку в холодном состоянии. Наиболее благоприятная схема — обратное выдавливание, поскольку металл в контейнере не перемещается и отсутствуют затраты работы на трение.

Припуски и допуски для поковок, получаемых выдавливанием в закрытых штампах, гораздо меньше, чем обычные припуски и.

Рис. 10.3. Основные разновидности процесса выдавливания: а, е — прямое; б, в — обратное; г — поперечное; д — комбинированное; Р —.

усилие пресса допуски для поковок на КГШП (табл. 10.1). Входящие в данную таблицу величины представляют собой минимальные значения припусков и допусков в расчете на последующую обработку шлифованием.

Дно матрицы должно быть коническим с заходным углом 150°, а для большей гарантии — 120°. Желательно, чтобы пуансон тоже имел конический рабочий конец с углом конуса при вершине 150°.

Расчет усилия штамповки и выбор пресса производят из того условия, что 10 000 кН усилия пресса эквивалентны по своим технологическим возможностям примерно 1 т массы падающих частей штамповочного молота двойного действия. Поэтому формула для приблизительного расчета усилия пресса имеет вид.

где Р — усилие пресса, кН; F — площадь проекции поковки с заусенцем на плоскость разъема, см².

Для горячей штамповки на КГШП в открытых и закрытых штампах применяют смазки в виде смеси графита или соляного Таблица 10.1.

Припуски и допуски при выдавливании

раствора с машинным маслом. Для выдавливания целесообразно применять либо смесь жидкого стекла с графитом, либо порошки на основе жидкого стекла.