Вербицкий Е.И. Добровольский И.Г. Курсовое проектирование по горячей штамповке

Подождите немного. Документ загружается.

глубину вреза ручья Н

(с учетом пружинения валков),

продольные размеры участков /

( с учетом опережения)

и общую длину ручьев, центральные углы участков а

суммарный угол рабочей части, продольный профиль

ручьев.

Пружинение валков А А, т. е. увеличение межосевого

расстояния ковочных вальцов, зависит от конструкции

* ^

3,5

— 7>~—

# ^

—

1,5

у-

4<9

606570 80 Н

зг

Рис. 4.7. Номограмма для определения пружинения при вальцовке:

а—в овальном ручье; б—в квадратном ручье

вальцов, величины распорного усилия. Наибольшее пру-

жинение наблюдается у консольных ковочных вальцов

в ручьях, расположенных на максимальном расстоянии

от опоры. Величина пружинения для вальцов различной

конструкции может быть определена экспериментально.

Для консольных ковочных вальцов С-162, по данным

ЭНИКмаша, пружинение в зависимости от диаметра ис-

ходной заготовки при вальцовке в два перехода по сис-

теме круг—овал—квадрат может быть определено по но-

мограммам, приведенным на рис. 47. Эти данные могут

быть использованы и для других консольных ковочных

вальцов, так как жесткость их приблизительно одина-

ковая.

На рис. 4.7, а приведена зависимость пружинения АЛ

в овальном калибре от стороны квадрата заготовки Н

зт

для различных отношений осей овала а =

Ь//г;

на рис. 4.7,

6—-зависимость пружинения АЛ от стороны квадрата

исходной заготовки Я

зг

во втором (квадратном) калибре.

111

Опережение при вальцовке 5л в овальном и квадрат-

ном калибре может быть определено по формулам, при-

веденным в справочнике [12], или по номограмме

ЭНИКмаша (рис. 4.8, а) для первого перехода круг—

овал и рис. 4.8, б овал—квадрат в зависимости от отно-

шения А/кэт и отношения осей овала а

и2

,...,

в каждом

сечении. Для определения опережения на участках пе-

ременного сечения (конических стержней) следует поль-

9Щ

Рас. 4.8. Номограмма для определения опережения при вальцовке:

а—в овальном ручье; б—в квадратном ручье

зоваться средним значением отношения а

ср

, которое на-

ходят ПО формуле а

р= (&гаах + 6т!п)/(Й тах Йпцп)

—

ср

/1г

р.

На переходных участках (от головки к стерж-

ню и наоборот) опережение не учитывается.

Определение размеров овального калибра. Глубина вре-

за овального калибра к

с учетом пружинения А опре-

деляется так: к[.

= (/11,2

—АЛ^/2, а длина

участка по дуге сектора-штампа с учетом опережения 8к

4(уч) —

уч

100 + 8к

• 100.

(4.1)

Рабочий радиус на участке длиной /к

(уч)

равен

112

Кр = (А-гЬ к)/2,

(4.2)

а центральный угол сектора-штампа на участке а

'(у

)-57,З

/0,5(А —

2Н'

или с учетом (4.2) а

= [/у

-57,37Я

(100 + 5й)] 100. Ширина овального ручья

определяется геометрическим построением по известной

глубине вреза Н'

и радиусу овала Я, кромки ручья скруг-

Рис. 4.9. Поперечные сечения и продольный профиль ручьев секторов

штампов

ляются радиусом г = 5 — 10 мм, практически ширина ручья

остается неизменной (рис. 4.9).

Продольный профиль ручья С ПОСТОЯННОЙ глубиной Н'к

выполняется по дуге окружности с центром, совпадающим

с центром вращения валка, и радиусом, определенным по

формуле (4.2).

Продольный профиль на участке с переменной глу-

биной строят следующим образо^. Определяют Я тах И

/?юш на участке, разбив центральный угол на несколько

равных частей, вычисляют Яи Я

, •••. Я

на их концах и

через каждые две полученные точки проводят дуги ок-

ружности из подобранных центров О

, ..., О

8. Зак. 548

113

Переходные участки (от головки к стержню) делают-

ся прямыми линиями и сопрягаются радиусами 5—30 мм.

Заходная часть ручья соответствует форме и разме-

рам исходной заготовки, а переход от торца сектора-

штампа к первому участку выполняется прямыми линия-

ми, кромки скругляются радиусом 5—10 мм.

Определение размеров квадратного калибра. Обжим

в квадратном калибре ведется в направлении диагонали,

размеры определяются по эскизу перехода с учетом пру-

жинения во втором калибре (см. рис. 4.7, б) по формуле

йн. 1.2,...,™

1,41

С,,

„—0,82 г,,

„—АЛ

/2.

Длина участка по дуге сектора-штампа с учетом опере-

жения во втором калибре

5Й

равна /

к(уч)

= (1\

ъ2

, ...,

/Ю0+

+ $/>*)• Ю0;

рабочий радиус на участке длиной /

(

ч) Яъ=(А—

-2й

)/2;

центральный угол сектора-штампа а,

к(уч)

57,3/0,5 х

{А —

2й

) или с учетом формулы (4.1) а

= [/ 57,3//?

X (100+ 5*,)]-100.

Ширина квадратного калибра равна высоте, кромки

ручья скругляются радиусом 5—10 мм, продольный про-

филь и заходная часть ручья выполняются так же, как и

в овальном калибре.

Конструирование секторов-штампов. В зависимости от

длины вальцуемой заготовки секторы-штампы производятся

секторными (когда центральный угол рабочей части менее

180°) или кольцевыми (когда центральный угол более 180°).

Общий центральный угол сектора-штампа равен сумме углов

отдельных участков а

общ

= а

, + сс

Шг

+ • • • +

+ (Ю—

15°), но не более 240

—

270°. При вальцовке на двух-

опорных

ковочных вальцах секторы-штампы изготовля-

ются секторными с а

общ

-^ 180°.

Ширина сектора-штампа выбирается из условия на-

дежного закрепления его на валах вальцов, при этом ми-

нимальная ширина Ь

= Ь

+(5—6) мм, наружный диа-

метр принимается равным межосевому расстоянию

вальцов, внутренний й

вп

—

диаметру рабочих валков. На

длинных участках, где заготовка получает малые обжа-

тия и величина опережения Зн меньше 1%, во избежание

проскальзывания необходимо применять технологиче-

ские захваты.

На рис. 4.10, а показан узел крепления секторных

штампов на консольных вальцах С-162. Секторы-штам-

114

пы 2, 3 фиксируются на валу 8 призматической шпонкой

7 и упорным кольцом 1 через вспомогательный сектор 4

крышкой 5, болтами 6. Кольцевые шпоночные соедине-

а—по переднему упору; б—клещи для валь-

цовки

пня на боковых поверхностях секторов-штампов предот-

вращают выворачивание их в процессе работы. На двух-

опорных вальцах (рис. 4.10, б) крепление секторов-штам-

пов осуществляется клиновыми клеммами по упорам в

валках вальцов.

115

Кольцевые штампы 2, 3 (рис. 4.10, в) на двухклетье-

вых консольных ковочных вальцах фиксируются на ва-

лах 1 шпонкой 4 и крепятся винтами 6 и нажимной

крышкой 5. Аналогичным способом крепится комплект

секторов-штампов на одноклетьевых консольных ковоч-

ных вальцах (рис. 4.11).

На рис. 4.11 показаны секторы-штампы для вальцов-

ки на двухклетьевых ковочных вальцах- СО-13413 заго-

Получаемая заготойка

. 78,:2

ВидВ

Вид Г

Б-б

Оврнцто

жаг

(2Ёгз

ГГТ^Х

местах

Рис. 4.П. Узлы крепления

116

товки для последующей штамповки на КГШП шатуна

велосипеда.

Основные параметры и размеры консольных ковоч-

ных вальцов приведены в ГОСТ 16434—70, закрытых

ковочных вальцов — в ГОСТ 16435—70.

Попучавмая заготока

'Опя 6 часечвк

секторов-штампов

ИТ

Технологическая оснастка ковочных вальцов. Она не-

обходима для фиксации заготовки, включает упоры, про-

водки, клещи. Фиксацию заготовки можно осуществлять

по заднему или переднему упору. Фиксация заготовки

по переднему упору обеспечивает наибольшую точность,

производительность и простоту наладки. Наиболее удач-

ной следует признать конструкцию, представленную на

Рис. 4.12. Секторы-штампы первого (а) и второго

(б) ручьев для профилирования заготовки шатуна

велосипеда

рис. 4.12, а, которая состоит из переднего столика с про-

водками 1, упорной планки 2 с регулировочными винта-

ми 3 и клещей 4. Столик с проводками сваркой крепит-

ся к станине вальцов, имеет вертикальную регулировку.

Проводки выполнены из стальной пластинки с У-образ-

ными пазами, по которым скользит звездочка-упор кле-

щей 5. Расстояние между осями пазов равно расстоянию

между осями ручьев на секторах-штампах, установлен-

ных на рабочем валу. Для того чтобы не менять провод-

ки при замене секторов-штампов, следует рационально

118

разбить длину консоли, установив постоянную ширину

сектора в каждом переходе. В противном случае следует

менять проводки, так как раздельные регулируемые

Проводки неустойчивы.

Клещи изготовляются штамповкой, губки загиба-

ются на оправке по размеру вальцуемой заготовки. Упор-

ные звездочки (рис. 4.12, б) надеваются на ручки и при-

вариваются.

Ознакомиться с конструкцией задних упоров можно

в книге [7].

Для автоматизации процесса вальцовки в настоящее

время созданы манипуляторы, которые позволяют значи-

тельно повысить производительность вальцовки и улуч-

шить условия труда.

Глава 5. ШТАМПОВКА НА ГОРИЗОНТАЛЬНО-

КОВОЧНЫХ МАШИНАХ

Горячая штамповка на горизонтально-ковочных ма-

шинах является весьма распространенным, производи-

тельным и экономичным способом, позволяющим полу-

чать поковки таких форм, штамповка которых исключена

на молотах и прессах.

Наличие в штампах ГКМ разъема в двух взаимно

перпендикулярных плоскостях позволяет штамповать в-

них поковки сложной конфигурации и производить мест-

ную деформацию металла на длинных заготовках.

Штамповка на горизонтально-ковочных машинах об-

ладает целым рядом достоинств, таких, как отсутствие

облоя (что исключает необходимость его обрезки) и

штамповочных уклонов (кроме внутренних полостей по-

ковок); изготовление поковок с достаточно жесткими

припусками и допусками; получение хорошей макро-

структуры с благоприятно ориентированным расположе-

нием волокон при отсутствии их перерезания; широкое

использование сборного штампового инструмента, состо-

ящего из постоянного блока и сменных рабочих вставок

(что существенно снижает стоимость оснастки); возмож-

ность осуществления комбинированной штамповки в со-

четании с молотом, прессом, ковочными вальцами, гибоч-

119-

ной машиной; использование при штамповке как мерных

заготовок, так и прутка.

От прутка на ГКМ штампуют поковки типа колец,

причем процесс в большинстве случаев осуществляется

без перемычки и заусенца, в отличие от штамповки по-

добных поковок на молотах и прессах, требующей раз-

делки прутка на штучные заготовки и введения операций

обрезки облоя и пробивки отверстий.

Горизонтально-ковочные машины выпускаются с вер-

тикальным расположением ручьев штампа усилием до

31,5 МН (3150 тс) и с горизонтальным расположением

ручьев усилием до 1250 тс (12,5 МН). Помимо главного

ползуна, они снабжены зажимным ползуном, движу-

щимся перпендикулярно к главному и развивающему

усилие, равное 0,4—0,6 усилия главного ползуна. Раз-

мерный ряд, основные параметры и характеристика

штампового пространства машин отечественного произ-

водства с вертикальным разъемом матриц стандартизо-

ваны (ГОСТ 7023—70).

В условиях массового и специализированного произ-

водства особенно эффективно применение ГКМ с гори-

зонтальным расположением ручьев штампа, позволяю-

щим максимально механизировать и автоматизировать

процессы изготовления поковок. Весьма перспективным

является также использование горизонтально-штампо-

вочных многопозиционных автоматов.

Поковки, изготовляемые на горизонтально-ковочных

машинах, по форме могут быть отнесены к двум основ-

ным группам: к поковкам типа стержня сплошного сече-

ния с одним или несколькими утолщениями по его дли-

не; к поковкам типа колец и втулок со сквозными от-

верстиями.

При штамповке деформируемая часть заготовки раз-

мещается в ручье и может быть подвергнута осадке,

прошивке и более сложной деформации. Зажатая матри-

цами часть прутка при этом остается недеформирован-

ной. Утолщение может быть получено как на концах

прутка, так и в средней части заготовки. Возможна

штамповка поковок с несколькими утолщениями. При

этом в утолщениях, расположенных на концах прутка,

могут быть прошиты глухие отверстия. При пробивке

сквозных отверстий недеформируемая часть исходного

прутка не зажимается, и пробивка обычно совмещается

120