Обработка материалов давлением №1 (19), 2008 197
штамп, где сечения шеек соответствуют номинальным размерам поковки. Таким образом,
имеет место несоответствие сечений ручья для калибровки и шеек, полученных после
штамповки и выкрутки. По причине плохой укладки из-за изогнутости поковки и
развернутых овальных сечений цапф, фланцев и шеек в начальный момент работы штампа
для калибровки происходит сдвиг поковки относительно
инструмента и, как следствие,
искажение геометрии окончательно изготовленной поковки коленчатого вала.
Все выше перечисленные особенности традиционной технологии приводят к тому,
что для исключения брака при механической обработке на цапфы, фланцы, коренные и
шатунные шейки поковок коленчатых валов назначают увеличенные припуски, что
значительно увеличивает затраты на механическую обработку.
Целью работы является
разработка технологии штамповки по новому экономичному
способу изготовления поковок коленчатых валов повышенной геометрической точности [2].
При построении технологических переходов использовали систему принципов
проектирования технологических процессов горячей объемной штамповки [3].
Согласно этому способу исходную заготовку, например, круглого сечения, нагревают
в индукционном нагревателе и вальцуют. В процессе вальцовки концевой части исходной
заготовки реализуют принцип регламентирования
боковой поверхности [3], путем
применения схемы, которая обеспечивает опережающее течением металла осевой зоны
относительно поверхностных слоев. Затем, в процессе заготовительно-формовочного
перехода проводят поперечную осадку недеформированного конца исходной заготовки.
Осадку ведут фигурным инструментом с наклонной образующей, реализуя принцип
управления действием напряжений, противонаправленных течению металла.
В процессе последующей штамповки формируют полуфабрикат поковки
коленчатого
вала, у которого сечения цапф и фланцев, коренных и шатунных шеек, подвергаемых
выкрутке, выполняют по дугам окружностей, центры радиусов которых смещают
относительно продольной оси вала по горизонтали в направлении выкрутки и по вертикали,
соответственно вверх для верхних частей сечений и вниз для нижних частей сечений. Затем
проводят обрезку облоя, выкрутку
и калибровку в два перехода с поворотом поковки на 90 °.
Формирование в процессе штамповки полуфабриката поковки с сечениями, центры
радиусов которых смещены относительно продольной оси вала, позволяет на стадии
штамповки получать полуфабрикат с овальными сечениями. Оси овалов наклоняют таким
образом, что бы после обрезки облоя и выкрутки на заданный угол (согласно
чертежу
детали) меньшая ось сечения занимала вертикальное, а большая горизонтальное положения.
Этим достигается надежная укладка в калибровочный штамп.
При расчете смещений учитывают площади соответствующих сечений поковки.
Меньше номинальных площадей сечений получать не следует, так как на последней
операции не будет осуществляться качественная калибровка. В процессе штамповки
формируют «овал» с наклоненной большой
осью к горизонтальной оси под углом выкрутки.
Последующая выкрутка переводит эту ось в горизонтальное положение.
Для полного смыкания выкрутных штампов выкрутку шатунных шеек вместе со
щеками, противовесами, цапфами и фланцами относительно продольной оси вала проводят в
штампе с образующими ручей гравюрами, выполненными по увеличенным относительно
номинальных размерам.
В первом переходе
калибровки сечениям цапф и фланцев, коренных и шатунных шеек
придают форму овалов, устраняя возможные искажения, которые могли возникнуть
в процессе выкрутки. При этом большие оси сечений располагают горизонтально,
а меньшие – вертикально. Такое формообразование сечений позволяет на втором переходе
калибровки после поворота поковки на 90° относительно продольной оси проводить
деформацию за счет
осадки, которая является наиболее предпочтительной и наилучшим
образом обеспечивает получение заданных размеров.
В результате получают поковку с размерами в контрольных точках замеров геометрии
равными допустимым размерам поковки.