Схемы,типы штамповки

 

Содержание

 

1. Штамповка………………………………………………………………….3
1. Горячая объемная штамповка…………………………………………3
2. Штамповка в открытых и закрытых штампах……………………….5
2. Типы штампов…………………………………………………………….10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Штамповка

1.1Горячая объемная штамповка

 

Штамповка - способ изготовления изделий давлением с помощью специального инструмента (штампа), рабочая полость которого определяет конфигурацию конечной штампованной поковки (изделия).

По сравнению с ковкой штамповка  имеет ряд преимуществ:

1. Можно получать поковки сложной  конфигурации без напусков. При  этом допуски на штампованную  поковку в 3-4 раза меньше, чем  на кованую. Следовательно, значительно  сокращается отход металла в  стружку при последующей обработке  резанием.

2. Производительность штамповки  значительно выше - десятки и сотни  поковок в час.

К недостаткам относятся:

1. Дорогостоящий штамповый инструмент - штамп - используется для изготовления  только одной, конкретной поковки.

2. Для штамповки требуются гораздо  большие усилия деформирования, чем для ковки таких же поковок.

Следовательно, штамповка экономически целесообразна при серийном производстве поковок массой до 20-30 кг.

Процессы штамповки разделяют  на объемную и листовую штамповку. Объемную штамповку подразделяют на горячую и холодную.

Горячая объемная штамповка

Сущность процесса горячей объемной штамповки заключается в том, что нагретая до оптимальной температуры заготовка (Т_нагр. > Т_рекр.) помещается в полость одной из половин штампа, где она при воздействии второй половины приобретает заданную форму.

Полость внутри штампа называют ручьем. В качестве заготовок для горячей штамповки используют прокат круглого, квадратного, прямоугольного профилей, реже - периодический прокат. Горячей объемной штамповкой получают заготовки сложной конфигурации (шестерни, коленчатые валы, кронштейны, рычаги и др.) для деталей автомобилей, тракторов, самолетов, железнодорожных вагонов, станков и т. д. (рис. 1).

Рис. 1. Штампованные поковки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.Штамповка в открытых и закрытых штампах

 

В зависимости от типа штампа различают штамповку в открытых штампах и в закрытых. Открытыми штампами называют такие, у которых вокруг всего контура ручья имеется специальная облойная канавка 1, соединенная тонкой щелью h_з с полостью штампа (рис. 2, а). Избыток металла при штамповке вытесняется в облой (заусенец), что позволяет не предъявлять особо высоких требований к точности заготовок по объему. Заусенец затем обрезается в специальных штампах.

 
Рис. 2. Схемы штамповки в открытых и закрытых штампах:

1 - облойная канавка

Штамповка в закрытых штампах (рис. 2, б) осуществляется без облоя. В этом случае необходимо строго соблюдать равенство объемов заготовки и поковки, т. е. отрезка заготовок должна проводиться с высокой точностью. Преимуществом штамповки в закрытых штампах является уменьшение расхода металла, т. к. нет отхода в заусенец.

 Особенности конструирования  деталей, изготовляемых объемной  штамповкой

Чертеж поковки разрабатывают  по чертежу детали. При получении  поковок в открытых штампах вначале  выбирается поверхность разъема  штампа, т. е. поверхность, по которой  соприкасаются нижняя и верхняя  половины штампа. Ее выбирают так, чтобы  поковка легко извлекалась из полости штампа. Глубина полостей в половинах штампа должна быть минимальной и примерно одинаковой (рис. 3). Затем назначают напуски, припуски на механическую обработку и допуски на размеры.

 
Рис. 3. Выбор плоскости разъема  штампа: а - неправильно; б - правильно

Для свободного извлечения поковки  из штампа назначают штамповочные уклоны (3 - 10° ). Все пересекающиеся поверхности поковки сопрягаются по радиусам (наружные радиусы 1-6 мм, внутренние - в 3-4 раза больше). Затем назначают припуск на усадку (при охлаждении объем металла уменьшается). После всего этого по чертежу поковки выполняют чертеж штампа, на котором предусматривают облойную канавку.

Чертеж поковки при штамповке  в закрытых штампах с одной  плоскостью разъема составляют так  же, но плоскость разъема выбирают по наибольшей торцевой поверхности  детали.

 
Рис. 4. Пример составления чертежа  поковки: а - деталь; б – поковка

Получение штампованных поковок

Поковки простой конфигурации штампуют в штампах с одной полостью, т. е. одноручьевых. Поковки сложной формы с резкими изменениями сечений по длине, с изогнутой осью получить в одноручьевом штампе невозможно, поэтому применяют многоручьевые штампы с заготовительными и штамповочными ручьями (рис. 5) или одноручьевые заготовительные и чистовые штампы, установленные на отдельных штамповочных машинах. К заготовительным ручьям, служащим для получения фасонной заготовки, относятся: протяжной, подкатной, пережимной, формовочный, гибочный, площадка для осадки, отрубной нож. К штамповочным ручьям относятся черновой и окончательный чистовой ручей, в котором получают готовую поковку.

 
Рис. 5. Многоручьевой молотовой штамп

Оборудование для объемной штамповки

Для горячей объемной штамповки  применяют молоты, кривошипные горячештамповочные прессы, горизонтально-ковочные машины, гидравлические прессы, винтовые прессы и машины для специализированных процессов штамповки.

Основным видом штамповочных молотов  являются паровоздушные штамповочные молоты. Принцип действия их аналогичен ковочным паровоздушным молотам, но конструкция другая. У них стойки станины крепятся непосредственно к шаботу; имеют усиленные регулируемые направляющие для движения бабы. Масса шабота в 20-30 раз больше массы падающих частей. Эти особенности обеспечивают необходимую точность соударения штампов.

Кривошипные горячештамповочные прессы.

Преимущества:

- производительность штамповки  на прессах выше, чем на молотах;

- большая точность поковок по  высоте;

- штамповочные уклоны меньше, т.  к. есть выталкиватели;

- большие возможности для механизации  и автоматизации процесса.

Недостатки: стоимость пресса в 3-4 раза выше стоимости молота.

Горизонтально-ковочные машины (ГКМ).

К преимуществам штамповки на ГКМ можно отнести следующее:

1. Легкость штамповки таких деталей,  которые на другом оборудовании  рационально изготовить нельзя (поковки  типа стержня с фланцем).

2. Т.к. штамп состоит из трех частей, напуски на поковках и штамповочные уклоны малы или отсутствуют.

3. Получение поковок высокой  точности.

4. Легкость автоматизации.

5. Безударную, спокойную и безопасную  работу.

Недостатки:

1. Меньшая универсальность по  сравнению с молотами и прессами; резко ограниченная номенклатура  поковок; относительно небольшие  размеры и масса поковок (до 150 кг).

2. Низкая стойкость штампов.

3. Необходимость очистки нагретого  прутка от окалины.

4. Высокая стоимость (поковки  примерно в 1,5 раза дороже, чем  полученные на КГШП).

Гидравлические  штамповочные прессы. Устройство этих прессов принципиально не отличается от ковочных. Усилие современных гидравлических прессов достигает 750 МН, т. е. они относятся к наиболее мощному штамповочному оборудованию.

На гидравлических прессах штампуют поковки типа дисков, коленчатых валов, различного рода рычагов, кронштейнов; толстостенных сферических днищ, стаканов, крупногабаритных панелей  и рам из легких сплавов в самолетостроении. Исходной заготовкой является прокат и полуфабрикат ковки.

 

 

 

 

2.Типы штампов

 

По технологическому признаку все штампы для листовой штамповки  могут быть сведены в следующие  группы: простого, совмещенного и последовательного  действия. Основные технологические  параметры штампов приведены  в табл. 2.

Штампы простого действия (рис. 3) производят одну штамповочную операцию за один ход ползуна пресса в пределах одного шага подачи.

Штампы этого типа отличаются простотой конструкции и дешевизной изготовления. Производительность простых  штампов находится в прямой зависимости  от вида подачи м те-риала или  полуфабриката. На многопозиционных прессах, правило, используют простые штампы. Штампы совмещенного действия (рис. 4) выполняют одновременно несколько различных операций (две, три, реже — четыре).

Вся работа осуществляется за один ход ползуна пресса и в  пределах одного шага подачи. Совмещенные  штампы сложнее простых и требуют  более высокой квалификации при  изготовлении. Сложность штампа полностью  оправдывается производительностью, точностью и плоскостностью штампованных деталей. Эти штампы обязательно  имеют специфичную только для "них  деталь, выполняющую одновременно функции  и матрицы и пуансона (деталь двойного назначения — пуансон-матрица). При  малом расстоянии между деформирующими частями детали двойного назначения прочность ее понижается/

Штампы последовательного  действия (рис. 5) выполняют несколько  различных операций последовательно (встречаются штампы, выполняющие 10—15 операций).

 

Работа штампа осуществляется за несколько ходов ползуна пресса и за несколько шагов подачи, при  этом число шагов подачи равно (рис. 5, тип I) или больше числа выполняемых  операций (рис. 5, тип II). В последнем  случае за счет нерабочего перехода расстояние между деформирующими частями матрицы  увеличивается, что повышает ее прочность  и делает возможным вместо одной, цельной, матрицы применить матрицу, изготовленную из нескольких вставок, смонтированных в общем матрицедержателе. Трудоемкость изготовления последовательных штампов соизмерима с трудоемкостью  совмещенных, предназначенных для  штамповки одной и той же детали (при одном и том же числе  операций). В этом случае производительности штампов одинаковы, но габаритные размеры  совмещенного меньше, чем последовательного. Точность совпадения контуров детали, штампуемой на нескольких простых штампах, наименьшая, лучшая — на последовательном и отличная — на совмещенном. Плоскостность  детали обеспечивается совмещенным  штампом, а большая сложность  получаемого изделия — последовательным. Последовательные штампы, по существу, являются сочетанием простых штампов, соединенных между собой верхней  и нижней плитами, и имеют специфичную  деталь — временный (установочный) упор. Кроме того, в них должны быть ловители. Применяются также штампы, сочетающие различные виды других штампов (простых (рис. 6); простого и совмещенного; простого и последовательного; совмещенного и последовательного; простого, совмещенного и последовательного), зеркала матриц и торцы пуансонов которых не лежат в параллельных плоскостях, а направления движения пуансонов, находящихся в одной плоскости, пересекаются.

Такие штампы позволяют штамповать сложнейшие в плоскости и в  пространстве детали, повышают производительность штамповки, обеспечивают высокую точность штампованных деталей, и при обоснованном применении их высокая стоимость  полностью окупается.

2. По назначению все  штампы могут быть сведены  в следующие неравнозначные по  количеству группы: специальные,  специализированные, универсальные.  Подавляющее число штампов изготовляют  для конкретной детали, операции, перехода, в этом смысле они  и называются специальными или  специализированными. При единичном  и мелкосерийном производствах  в целях снижения удельной  стоимости штампа применяют универсальные  штампы, на которых путем переналадки  или замены отдельных частей  можно штамповать детали различных  наименований, форм и размеров.

3. По своему действию  детали штампа можно объединить  в четыре группы (рис. 7). Все детали  штампа нужны для его работы, но характер участия их в  процессе штамповки различен. Детали  деформирующей группы являются  определяющими, так как их форма  и размеры непосредственно передаются  штампуемой заготовке; устанавливающие  детали участвуют в формировании  изделия косвенно, обеспечивая заготовке  надлежащее положение в штампе, и способствуют улучшению условий  труда; удаляющие детали влияют  на производительность и повышают  безопасность работы штамповщиков; сборочные детали обеспечивают  фиксацию заданного взаимного  расположения в пространстве  деталей первых трех групп  в процессе штамповки. В получении  штампованного изделия заданной  формы и точности и обеспечения  высокой стойкости штампа наиболее  ответственными являются деформирующие  и отчасти устанавливающие детали.