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

Подождите немного. Документ загружается.

2.5,6). Поковку разбивают на элементы, выделяя

участки, которые не подвергаются вытяжке при гибке

(элементы /

). Из центра О дуги перегиба проклады-

вают лучи ОБ и ОС перпендикулярно к осям участков

. Для определения длины участка /

делают по-

строение главной оси заготовки. Из центра О проводят

ряд сечений

ОМ,

ОЕ и так далее, находят площади их

поперечного сечения и положение центров тяжести Ь,

1, 2... С, соединяя эти точки плавной кривой получают

главную ось, длина которой является длиной /

соот-

ветствующего участка расчетной заготовки. Затем опре-

деляют площади поперечных сечений ОМ, ОЕ и так да-

лее с учетом облоя и вычисляют соответствующие

диаметры расчетной заготовки с1

эи

э2

, которые откла-

дываются на линиях, соответственно проходящих через

точки Г, 2', 3' расчетной заготовки. Соединяя концы

диаметров плавной кривой, получают участок расчетной

заготовки в месте перегиба. Расчетная заготовка на

остальных участках (/

) строится по общим прави-

лам.

3. Для поковок, у которых гибки производятся за

счет вытяжки участка перегиба (рис. 2.5, в), расчетная

заготовка строится по сечениям, как для поковок с пря-

мой осью.

По размерам расчетной заготовки определяют общий

коэффициент подкатки

(/Сгиб

= 1,2), таким образом ги-

бочный ручей заменяет формовочный.

При штамповке поковок четвертой подгруппы типа А

с плавным перегибом (см. п. 1 § 2.3) следует применять

окончательный штамповочный ручей, с резким переги-

бом (см. п. 2 § 2.3) — предварительный и окончательный

ручьи. При штамповке поковок типа Б (когда гибка

производится в штамповочном ручье) необходимо пре-

дусмотреть уравновешивание сдвигающих усилий и в

зависимости от сложности использовать предваритель-

ный и окончательный штамповочные ручьи.

Подгруппа 5. Заготовительные ручьи для поковок

пятой подгруппы выбираются, как для поковок первой

подгруппы: а) для образования отростка следует при-

менять несимметричный формовочный ручей (поковки

типа А); б) вместо подкатного и формовочного ручьев

целесообразно использовать несимметричный подкатной

ручей (поковки типа Б); в) для поковок типа А реко-

мендуется заготовительно-предварительный ручей и

окончательный штамповочный ручей; г) для поковок ти-

па Б — заготовительно-предварительный ручей с рас-

секателем и окончательный штамповочный ручей.

Подгруппа 6. Так как поковки этой подгруппы явля-

ются сложными, содержащими элементы поковок дру-

гих подгрупп, выбор заготовительных и штамповочных

ручьев зависит от того, к какой из подгрупп (1—5)

можно привести каждый элемент поковки.

Многоштучная штамповка. Многоштучная штампов-

ка повышает производительность труда, позволяет эф-

фективней использовать штамповый кубик (снизить

расход штамповой стали, сократить расход металла в

облой и при удачном расположении поковок за счет из-

менения формы расчетной заготовки и ее эпюры сечений

упростить процесс по переходам). Расположение поко-

вок при многоштучной штамповке может быть продоль-

ным (оси поковок лежат на одной линии) и поперечным

(оси поковок параллельны), количество одновременно

штампуемых поковок — не более шести при общей дли-

не всех одновременно штампуемых поковок Ь

300—

350 мм.

При разработке технологии многоштучной штампов-

ки требуется: установить количество одновременно

штампуемых поковок и заготовительных ручьев; вы-

брать взаимное расположение поковок, которое бы обе-

спечило применение минимального количества заготови-

тельных ручьев; построить расчетную заготовку и эпю-

ру сечений для выбранной совокупности поковок,

принимая ее за одну фигуру; использовать предвари-

тельный и окончательный штамповочные ручьи.

Применение отрубного ножа и клещевины. В зави-

симости от массы и размеров поковок первой группы

применяются следующие способы штамповки: а) штам-

повка из заготовки на несколько поковок с последова-

тельным отделением отштампованной поковки от прут-

ка на отрубном ноже (штамповка от прутка), рис. 2.6,6;

б) штамповка поковок из заготовки на две поковки с

поворотом (рис. 2.6, в); в) штамповка из штучной заго-

товки (рис. 2.6, г).

Пределы применения этих способов показаны на диа-

грамме рис. 2.6, а.

При штамповке поковок от прутка возможны два

варианта штамповки последней заготовки. Первый ва-

риант — предпоследняя поковка не отрубается, а вместе

с заготовкой на последнюю поковку разворачивается на

180°. Удерживая клещами предпоследнюю поковку, про-

изводят штамповку последней. Для второго варианта

предусматривается дополнительный металл в заготовке

для клещевины, за которую удерживают заготовку в

процессе штамповки всех поковок, разворот последней

поковки не делается. Второй вариант обеспечивает боль-

шую производительность,

но несколько увеличивает

расход металла. При

штамповке с поворотом

после изготовления пер-

вой поковки заготовку

поворачивают на 180° и,

удерживая клещами от-

штампованную поковку,

штампуют вторую.

Рис. 2.6. Диаграмма пределов

применения различных загото-

вок:

о : 1—зона штамповки от прутка

(б); 2—зона штамповки с поворо-

том (в); 3—зона штамповки штуч-

ной заготовки (г)

При штамповке поковок из штучной заготовки для

удержания ее в клещах следует предусматривать кле-

щевину (рис. 2.6, г). С целью сокращения расхода ме-

талла клещевой конец надо оттягивать. Толщина оття-

нутого клещевого конца равна а

кл

= (0,25—0,4) X

ХЛзг(Азг), длина /кл= (1,0—1,5) а

кл

Если клещевой конец после обрезки используется для

производства какой-либо поковки или в качестве заготовки,

то его можно не оттягивать. Длина клещевого конца в этом

случае (см. рис. 2.6, в) равна /«=(0,75—1,0) Л

зг

(Ц,

Определение размеров заготовки для поковок первой

группы. Объем заготовки на одну поковку (без клеще-

вины) с учетом потерь на угар определяется по формуле

У». У,.

(Ю0 + б)/100, где У

= У

+ У

= У

- объем

поковки с облоем; б — угар металла, %.

Площадь поперечного сечения исходной заготовки

определяется с учетом размеров расчетной заготовки и

принятой комбинации переходов штамповки [12]:

при штамповке без заготовительных ручьев или с при-

менением гибки 5д

= (1,02— 1,05) 5

ср

, где 5

ЗГ

— расчетная

площадь поперечного сечения заготовки; 5

ср

—

площадь

поперечного сечения средней заготовки;

с пережимным и формовочным ручьями

5з'

= (1,05-1,3) 5

ср

; (2.1)

с подкатными ручьями

зг=5

пд

= (1,02— 1,2) 5

ср

; (2.2)

с протяжкой и последующей формовкой или гибкой

5э'г = 5

пр

У'

(2.3)

где У

= У

(100 + б)/100—объем головки с учетом угара,

—

длина головки;

с протяжкой и подкаткой 5

пр

— К(5

пр

—5

ПД

), где

К —конусность стержня [см. (2.3)], 5 и 5 по форму-

лам (2.2), (2.3);

с применением одного высадочного ручья

'г = 0,98ж4п/4, (2.4)

где с1

т1п

— диаметр концевого участка стержня поковки;

с применением специального (конического) протяжного

и высадочного ручьев

Дз'г =

^У

/пт

= 1,08 (2.5)

где Дчг

—

расчетный диаметр заготовки,

Уф —

объем бурта

или фланца с учетом потерь на облой и угар, т

—

ЗГ

(ф)/^зг(ф)—отношение высоты заготовки в месте фланца

к ее диаметру.

По расчетной площади поперечного сечения 5

подби-

рают, используя стандарт, ближайшее большее поперечное

сечение заготовки квадратного А

зг

или круглого Ц,

сече-

ния, при штамповке с высадочным ручьем Ц

)Г

<//

т1п

Длина заготовки на одну поковку без клещевины опре-

деляется по формуле 1

зг

= У

зг

, длина заготовки на не-

сколько поковок с клещевиной 1

ЗГ

= У

аг

п/8

ЗТ

+ /

кл

), где

зг

—объем заготовки на одну поковку с учетом угара.

Длина заготовки на одну поковку с оттянутой клеще-

виной и

=(У

зт

+а

кл

К11

)/5

т, где а

кл

, /

кп

— толщина и

длина клещевины (см. рис. 2.6).

Длина заготовки на две поковки, штампуемые с

поворотом, 1

ЗГ

= У

зг

-2 + (3—5) мм.

Масса заготовки т

зг

с учетом облоя и угара равна

зг

= (у/10

)5зг^зг кг, где у — плотность материала по-

ковки, т/м

2.5. Выбор переходов штамповки поковок

второй группы в открытых штампах

Подгруппа 1. Применяется только один заготовитель-

ный ручей — площадка для осадки. Иногда вместе с

осадкой в заготовке делаются неглубокие наметки или

выступы с целью лучшей центровки заготовки в штам-

повочном ручье.

Если диаметр исходной заготовки й

зг

близок к диа-

метру поковки Ь„, то площадку для осадки не приме-

няют. В этом случае для удаления окалины по заготовке

наносится один слабый удар вне ручья, используя для

этого часть свободной поверхности зеркала штампа.

Для поковок типа А применяется окончательный

штамповочный ручей, для поковок типа Б — предвари-

тельный и окончательный штамповочные ручьи.

Подгруппа 2. В зависимости от количества и разме-

ров отростков возможны следующие варианты штам-

повки.

Для поковок с равными и относительно короткими

отростками производят осадку, затем двукратную осад-

ку в направлении диаметра. После этого заготовку

укладывают в штамповочный ручей так, чтобы направ-

ление ее диагоналей совпадало с направлением отро-

стков.

Для поковок с относительно длинными отростками

вместо двукратной осадки в направлении диаметра при-

меняется специальный формовочный ручей.

При штамповке поковок типа А следует применять

окончательный штамповочный ручей, для поковок типа

Б — предварительный и окончательный штамповочные

ручьи. При весьма длинных и тонких отростках необхо-

димо использовать заготовительно-предварительный

ручей.

Подгруппа 3. При штамповке поковок типа А приме-

няется высадочный ручей, для поковок типа Б — спе-

циальный протяжной и высадочный ручьи. Если фланец

имеет простую форму и отношение высоты заготовки в

месте фланца #

зг(ф)

к диаметру заготовки /)

зг

г(ф.)//?аг<

<2,5, можно использовать один специальный протяж-

ной ручей.

Обычно для поковок третьей подгруппы применяется

только окончательный штамповочный ручей, а предва-

рительный штамповочный ручей необходим только для

повышения стойкости окончательного при наличии сво-

бодного места на зеркале штампа.

Определение размеров заготовки для поковок второй

группы. Объем заготовки для поковок второй группы

определяется по формуле У

г==

(Уп+

)

(100

+ 6)/100,

где У

, Уз — соответственно объем поковки и объем за-

усенца; б — угар металла при нагреве.

Для определения размеров заготовки необходимо

задаться величиной т = Е

зт

=Ь

зт

/А

зт

—2,8—1,5. Боль-

шое значение т упрощает резку заготовок. При штам-

повке поковок третьей подгруппы следует увязывать

значение т с диаметром стержня поковки.

Диаметр 0

ЗГ

или сторону квадрата А

зг

заготовки опре-

деляют по формулам:

Д'г=1,08^У

зг

/т; Л

= ^ У^п. (2.6)

По расчетным Ц,'

, Л

зг

подбирается ближайший по сорта-

менту пруток размерами или Л

зг

и уточняется длина

заготовки:

зг

= 41/

зг

/яА

г; 1

зг

= УзгМзг- (2.7)

При штамповке с высадочными и специальными про-

тяжными ручьями размеры заготовки определяются по

формулам (2.4), (2.5).

2.6. Особенности выбора переходов

и определение размеров заготовки при безоблойной

и малоотходной штамповке

Общие сведения. При современных методах штам-

повки непроизводительный расход металла еще очень

велик, особенно на облой и пленку под пробивку, на на-

пуски от штамповочных уклонов. Зачастую масса поков-

ки вдвое превосходит массу готовой детали.

В настоящее время разработаны оригинальные мето-

ды безоблойной штамповки, позволяющие получать по-

ковки без заусенца, и малоотходной штамповки без на-

пусков на штамповочные уклоны. Эти методы уже наш-

ли применение в производстве, особенно при штамповке

на паровоздушных молотах.

Безоблойная штамповка (штамповка в закрытых

штампах) [11, 12]. Безоблойная штамповка на паровоз-

душных молотах применяется в основном для производ-

ства поковок II группы первой и третьей подгрупп. Для

I группы она используется только в тех случаях, когда

предварительное формоизменение поковки можно про-

извести на других типах оборудования, обеспечивающих

высокую точность профилированной заготовки. Наибо-

лее целесообразно профилированную заготовку получать

поперечно-клиновой прокаткой.

При выборе переходов штамповки следует учитывать

основные размеры поковки (Н

— высота ступицы,

/г

— высота диска, Н

— высота обода). В том случае,

когда высоты ступицы, диска и обода отличаются друг

от друга незначительно, рекомендуется применять пло-

щадку для осадки и окончательный штамповочный ру-

чей. Штамповочный ручей может быть расположен как

в верхнем, так и в нижнем штампе. При необходимости

осадку сочетают с незначительным выдавливанием или

наметкой неглубокого отверстия для лучшей центровки

(рис. 2.7, а).

Если высоты ступицы, диска и обода отличаются

друг от друга значительно, следует осадку сочетать с

выдавливанием ступиц предварительной формы (рис.

2.7, б). Штамповочный ручей может быть расположен

как в верхнем, так и в нижнем штампе.

Для поковок типа стаканов и поршней необходимо

применять заготовительный ручей, который дает воз-

можность получить заготовку, свободно входящую в

окончательный ручей с теми же штамповочными укло-

нами (рис. 2.7, в). Штамповочный ручей следует распо-

лагать в нижнем штампе со вставками и выталкива-

телем, причем й'—Л— (6—10) мм, а' = а. Высота к' и

диаметр большего основания принимаются из условия

равенства объемов заго-

товительного и штампо-

вочного ручьев.

Для поковок с бурта-

ми и фланцами использу-

ют специальный протяж-

ной ручей, высадочный

или подкатной, в зависи-

мости от размеров го-

•5)мп

- *

/ 1

Рис. 2Л. Варианты штамповки

поковок в закрытых штампах

ловки и стержня. Штамповочный ручей изготовляют во

вставках с выталкивателем.

Во всех случаях безоблойной штамповки делают

штампы с замком, с применением вставки и при необхо-

димости выталкивателей.

Размеры заготовки для безоблойной штамповки

определяются по объему поковки У

с учетом угара б по

формуле У

зг

=У

(100 + б)/100 и далее как для поковок

второй группы (2.6), (2.7).

Малоотходная штамповка. Малоотходная штампов-

ка предусматривает получение поковок без напусков на

штамповочные уклоны по всем или наиболее металло-

емким поверхностям поковки '[5, 16]. На паровоздуш-

ном молоте штампуется поковка без напусков по наруж-

ным и внутренним поверхностям со штамповочными

уклонами, образованными поворотом вертикальных и го-

ризонтальных поверхностей на угол а=5—7°, необходи-

мый для свободного удаления поковки из ручья на дан-

ном оборудовании. Свертку поковки и получение окон-

чательных размеров и формы производят обжимом или

Рис. 2. 8. Типовые поковки, штампуемые без штамповочных укло-

нов

раздачей на обрезном прессе одновременно с обрезкой

заусенца и пробивкой отверстия. Экономия металла при

малоотходной штамповке достигает 25%- Этот метод

штамповки применяют в основном для производства ко-

лец различной высоты (рис. 2,8, а), колец с фланцами

(рис. 2.8, б) и шестерен (рис. 2.8, в). Наибольший эф-

4. Зак. 548

фект при малоотходной штамповке шестерен может

быть получен, если диск шестерен смещен к краю обода.

Разработка технологического процесса предусматри-

вает проектирование: 1) поковки окончательной формы

без напусков на штамповочные уклоны (выполняется по

правилам, приведенным в главе 1); 2) поковки предва-

рительной формы для изготовления окончательного

ручья молотового штампа (чертеж горячей поковки);

3) штампов для обжима или раздачи поковки, обрезки

облоя, пробивки отверстия и правки-калибровки (см.

главу 6).

Поковки типа колец по конструктивному исполнению

могут быть: а) гладкие цилиндрические; б) гладкие

цилиндрические по наружной поверхности с выступами

или впадинами на внутренней поверхности; в) гладкие

цилиндрические по внутренней поверхности с фланцами

на наружной поверхности. При малоотходной штампов-

ке поковок первых двух типов на окончательном этапе

предусматривается обжим, при штамповке поковок

третьего типа — раздача.

Порядок определения размеров поковок предвари-

тельной формы следующий: в случае, когда окончатель-

ная форма и размеры поковки будут получены обжимом

(рис. 2.8, а), облой располагают на расстоянии /

=5—

15 мм от верхнего торца поковки, пленку под пробив-

ку на расстоянии /

3—5

мм от нижнего торца. Штам-

повочный уклон ссн (угол поворота вертикальных по-

верхностей поковки) определяют по ГОСТ 7505—74 для

данного типа оборудования. Внутренний штамповочный

уклон а

ан,

заходный угол (5^3°. Наружный и внут-

ренний диаметры меньшего основания конуса принима-

ются равными соответствующим диаметрам поковки

= 0

1Ъ

с?

Больший (верхний) диаметр кольца на-

ходится по формуле а„+2/

(1§ а+1§|3),

где — высота предварительной поковки,

=Я

соза

. (2.8)

Все остальные размеры определяются геометрическим

построением. Если окончательная форма и размеры по-

ковки будут подучены раздачей (рис. 2.8,6), облой рас-

полагают по середине фланца /ц=0,5 Нф, пленку под

пробивку на расстоянии /

3—5

мм от торца поковки.

Штамповочные уклоны а

=а

определяют по ГОСТ