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

Подождите немного. Документ загружается.

чтобы осаженная заготовка фиксировалась в нижней

полости штамповочного ручья: наружным диаметром по

выемке в нижнем штампе (рис. 3.4, а), ступицей по сту-

пице окончательного ручья (рис. 3.4,6), наметкой под

отверстие на бонке нижнего штампа с одновременной

фиксацией по одному из наружных размеров (рис.

3.4, в).

Пп-1

Рис. 3.4. Примеры поковок, штампуемых в закрытых

штампах в два перехода

Диаметр осаженной заготовки при фиксации по на-

ружному диаметру должен быть на 0,5—1,0 мм меньше

диаметра соответствующей полости штамповочного

ручья. При фиксации по ступице штамповочный уклон

ступицы приравнивается к штамповочному уклону по-

ковки, а меньший диаметр ее на 0,5—1,0 мм меньше

диаметра поковки. Наметка, полученная при осадке,

обеспечивает свободную посадку осаженной заготовки

6. Зак. 548

на бонку штамповочного ручья и одновременную фик-

сацию по боковой или торцовой поверхности.

Поковки сложной формы с малыми радиусами

закругления штампуются в три перехода: сначала про-

изводится плоская или фасонная осадка, затем предва-

рительная и окончательная штамповка.

Диаметр осаженной заготовки назначается с зазо-

ром 0,5—2,0 мм, чтобы она входила в полость предвари-

тельного штамповочного ручья при осадке со ступицами

и наметками. Незначительный конус на верхнем торце

осаженной заготовки способствует лучшему заполнению

штамповочного ручья. Диаметр заготовки после предва-

рительного штамповочного ручья должен быть на 0,5—

2,0 мм меньше диаметра поковки. Высоту направляю-

щей части нижнего штампа выбирают с таким расчетом,

чтобы к моменту соприкосновения верхнего штампа с

заготовкой он входил в нижний на глубину 3—5 мм с

постоянным зазором 0,08—1,0 мм на сторону.

При штамповке из заготовок обычной точности в

штампах без компенсаторов для размещения избыточно-

го металла необходимо предусматривать внутренние

магазины (компенсационные отверстия), заполняющие-

ся не более чем на 60% [12].

Штамповка шестерен с зубом. С оформленным зу-

бом штампуют конические шестерни с прямым, косым

и спиральным зубом с модулем 4—8 мм. Конические

шестерни, работающие в тихоходных передачах 9—10-й

степени точности, штампуются с окончательно оформ-

ленной поверхностью зуба с горячей калибровкой после

штамповки, а шестерни 6—7-й степени точности — с при-

пуском по профилю зуба под чистовую механическую

обработку. Опыт Минского завода шестерен (МЗШ),

ЗИЛа, ГАЗа, М'ГЗ и других показывает, что наиболее

часто штамповкой с зубом изготовляются конические

прямозубные шестерни с модулем 5 мм и выше и углом

при вершине делительного конуса 40—90°.

При штамповке шестерен с оформленным зубом под

последующую чистовую обработку припуски на все раз-

меры поковки, кроме зуба, назначаются по ГОСТ 7505—

74 (рис. 3.5). Плоскость разъема устанавливают по наи-

большему диаметру с обязательным расположением

контура зуба в одной половине штампа, припуск по

профилю зуба до 0,1 т (модуля), припуск по вершине

зуба 0,8—1,5 мм, увеличение высоты ножки зуба (за-

глубление) относительно ножки зуба детали 0,15 т,

расстояние от перемычки между зубьями до зуба 1,2—

1,5 мм, толщина перемычки 2—4 мм.

Правила графического построения профиля зуба по-

ковки по опыту МЗШ приведены в [15].

Применяются два варианта штамповки шестерен с

зубом.

1. Осадка, предварительная штамповка без оформле-

ния зубьев, окончательная штамповка с оформлением

зубьев. Оформление зубьев осуществляется в верхнем

штампе. Этот способ штамповки используется для кони-

ческих шестерен с углом при вершине делительного ко-

нуса более 90°. В предварительном ручье оформляется

ступица, по которой производится дальнейшее центриро-

вание заготовки.

2. Осадка, предварительная штамповка с оформле-

нием зубьев, окончательная штамповка с зубьями.

Зубья предварительного ручья могут располагаться в

верхнем штампе, что обеспечивает их повышенную стой-

кость, но снижает производительность, и в нижнем.

Предварительный штамповочный ручей отличается от

окончательного более плавными переходами по конту-

ру зуба и наметками, поэтому для предварительных

ручьев могут использоваться зачищенные изношенные

вкладыши окончательных ручьев.

3.3. Разработка технологических процессов

штамповки поковок класса Б.

Выбор переходов штамповки

Основные сведения. В целях уменьшения усилия

штамповки заготовку следует нагревать до верхних пре-

дельных температур ковочного интервала. Степень де-

формации [е=

(Ро—/)//

о-ЮО%]

для катаных загото-

вок назначается в пределах 15—95%, для литых — 20—•

25%. Скорость истечения (выдавливания) металла

(а

-У/{)

для углеродистых сталей не должна пре-

вышать 5,5 м/с, для легированных конструкционных

—

4,5 м/с, для высоколегированных—1,8 м/с; коэффици-

ент обжатия (К=Ро!1) за одну операцию — не более 15;

угол захода матрицы 2у^120°. При штамповке в два

перехода для устранения возможной утяжки при выдав-

ливании пуансон первого перехода следует выполнять

со сферическим или коническим торцом.

Основные преимущества штамповки выдавливанием

описаны в работах [6, 12, 16, 22].

Группа III. Поковки этой группы, в зависимости от

сложности формы головки и стержня, могут штампо-

ваться в один, два, три перехода [18].

В один переход осуществляется выдавливание

в закрытом ручье, штампуются поковки: типа гладкого

стержня с головкой простой формы при /«7,5 (рис.

3.6, а), ступенчатого стержня, у которого К =

8—10

на

каждой ступени К\, 2<4 с головкой простой формы

(рис. 3.6,6), типа развилин с небольшой разницей пло-

щадей поперечного сечения гладкого стержня и разви-

лины (рис. 3.6, в). При этом варианте штамповки из-

быточный объем заготовки идет на увеличение длины

стержня, поэтому необходимо предусмотреть подрезку

стержня после штамповки.

Размеры перехода (рис. 3.6, г) определяются по

формулам:

Уок=1>03У

;

(3.1)

= + (3.2)

= 4(У

0К

= У

)Ш1 (3.3)

где К

ок

—

объем окончательного перехода; У

— объем по-

ковки; остальные обозначения на рис. 3.6, г.

В два перехода производится выдавливание в

закрытом ручье и окончательная штамповка в закрытом

или открытом ручье, штампуются поковки типа стержня

с утолщением сложной формы при К>8, поковки со сту-

пенчатыми стержнями (количество ступеней не более

трех). Поковки со сферическими и коническими голов-

ками и головками, при штамповке которых требуются

Рис. 3.6. Примеры поковок, штампуемых выдавливанием в один

переход, и схема перехода

тонкостенные пуансоны, штампуются в ручьях с попе-

речным разъемом. В первом ручье оформляется стер-

жень на 65—95% по длине и предварительно осажива-

ется головка, во втором ручье доштамповывается голов-

ка и окончательно оформляется стержень.

Размеры предварительного (первого) перехода опре-

деляются по формулам:

1^=1,051/^; (3.4)

гД

= (0,95- 0,85) Я

, (3.5)

где У

и У

— соответственно объемы головки по-

ковки и первого перехода; -О

гп

А\

•—соответственно

диаметры головки поковки и первого перехода;

41/ ,

; (з-б)

Я 1/

_ 1

= (3-7)

41/

.(3.8)

яа

у' = 30

—

45°; (3.9)

= (0,15-0,25) (О

гЛ

-а

)- (3.10)

= (0,3-0,5)ф

г>1

-<У; (3.11)

а = 180 или 150°; (3.12)

= (0,2-0,3 )й

гЛ

, (3.13)

где У\ и 1/

1 —-

соответственно объемы поковки и стер-

жня в первом переходе. Остальные размеры показаны

на рис. 3.7, а.

При штамповке в открытом ручье с последующей

обрезкой облоя (рис. 3.7,6) объем головки предвари-

тельного (первого) перехода определяется по формуле

гЛ

= 1,05(У

+ У

), (3.14)

где У

— объем облоя. Все остальные расчеты первого

перехода производятся по формулам (3.4) — (3.13).

Окончательный переход рассчитывается по формулам

(3.1)

—

(3.3) и чертежу поковки.

В три перехода осуществляется фасонная

осадка, выдавливание в закрытом ручье, окончательная

штамповка в открытом ручье. Штампуются поковки с

длинными массивными стержнями и головками слож-

ной формы типа цапфы, поворотного кулака, стойки под-

вески [12].

Размеры окончательного перехода определяются по>

чертежу поковки с учетом соотношений (3.1) —(3.3), а

предварительного перехода в соответствии с рекоменда-

циями для двухпереходной штамповки, размеры фасо-

нировочного перехода по формулам:

Уф

= + У

3г

;

Рис. 3.7. Схема переходов штамповки выдавливанием в двух

ручьях:

а—окончательная штамповка в закрытом ручье; б—окончательная штам-

повка в открытом ручье

О7с1

; Я

<Д где Уф и Оф — объем и диаметр фа-

сонировочного перехода.

Группа IV. При штамповке поковок этой группы мо-

гут быть использованы методы прямого и обратного вы-

давливания. При прямом выдавливании прошивень

работает в более благоприятных условиях, стойкость его

выше, можно получать короткие и длинные поковки,

этому методу отдают предпочтение. Область применения

обратного выдавливания ограничена соотношением раз-

меров полости Я

^1,5Д. Поковки четвертой группы, в

зависимости от размеров, могут штамповаться в три

или четыре перехода.

В три перехода осуществляется осадка заго-

товки, обратное выдавливание стакана (при необходи-

мости выдавливание с образованием утолщения), окон-

чательная штамповка в открытом ручье, штампуются

невысокие стаканы, стаканы с буртом по верхней кром-

ке (рис. 3.8, а).

В четыре перехода штампуются высокие ста-

каны с глухими и сквозными отверстиями (втулки) с

фланцами простой и сложной формы. Возможны два ва-

рианта штамповки: 1) осадка, прошивка, выдавливание

и окончательная штамповка (рис. 3.8,6); 2) осадка,

прошивка, просечка и выдавливание, окончательная

штамповка в открытом или закрытом ручье (рис. 3.8, в).

Размеры переходов при штамповке в три перехода и в

четыре перехода по первому варианту приведены в [12].

Окончательный (четвертый) переход соответствует чер-

тежу поковки. Размеры предварительного (третьего) пере-

хода определяются по формулам:

А = V К

((%

—

<%)

<!о;

УР.

. где Я

—

высота

головки в третьем переходе, находят исходя из объема У

г 3

и диаметр головки Д в третьем переходе.

Длина стержня в третьем переходе Ь

с< 3

определяется

по объему У

и диаметру й

\ У

, з =Уз—Уг,

з-

Диаметр

второго перехода находят по формуле

/>2

= 0,96 Д.

Объем ручья второго перехода должен превышать

объем заготовки (У

зг

) на 10%, сам переход условно вы-

черчивается по объему ручья, а не фактическому запол-

нению, таким образом, У

=1,1 У

г, толщина перемычки

/= (0,07—0,15) цилиндрический участок длиной Н

служит для направления поковки в третьем ручье к —

= (0,4—0,5) Высота во втором переходе Н

вычисля-

ется по объему

V®

и известным размерам. Осаженная за-

готовка должна располагаться во втором ручье с не-

большим зазором 01=Л

—(1.5—5,0) мм. Длина просеч-

ного пуансона (оправки) в третьем ручье Н

з>#

При проектировании ручьев глубины матриц II, III и

IV переходов следует рассчитывать таким образом, что-

бы заготовка предыдущего перехода утопала в ней, а

пуансон получал начальное направление в пределах 1—

2% величины диаметра. В каждом ручье заготовка пре-

дыдущего перехода должна укладываться свободно, т. е.

диаметр очка матрицы от перехода -к переходу увеличи-

вается на небольшую величину, а оправка четвертого

перехода свободно входит в отверстие.

Группа V. Поковки этой группы делаются в штампах

с разъемными матрицами. Поковки с отростками (типа

крестовин) штампуются в штампах с горизонтальным

разъемом матриц, центральная цилиндрическая часть

поковок осаживается, а оформление отростков происхо-

дит поперечным выдавливанием.

Поковки плавной формы с неглубокими наметками

штампуются в один переход, поковки с резкими перехо-

дами от центральной части к отросткам и глубокими на-

метками — в два перехода. Для размещения избыточно-

го металла в торцах отростков изготовляются компен-

сационные полости, диаметр которых в 1,5—2 раза мень-

ше диаметра отростков.

Поковки с буртами и отростками типа тройников,

угольников производятся в штампах с вертикальным

разъемом матриц в один переход. Для размещения

избыточного металла заготовки в местах, заполнение

которых происходит в последнюю очередь, изготовляют-

ся компенсационные отверстия.

При штамповке в один переход размеры перехода

определяются по чертежу поковки. При штамповке в

два перехода поковка в предварительном ручье имеет

более плавные переходы от центральной части к отрост-

кам и неглубокие наметки. Контур предварительного

перехода не должен перекрывать окончательный ручей.

Определение размеров исходной заготовки. Объем

исходной заготовки рассчитывается по формуле

ар

= (У

+ УзМЮ0 + 6)/100, (3.15)

где У

— объем поковки, определяется по элементам,

пленка под пробивку и внутренний заусенец входит в

объем поковки; У

-—объем облоя по формуле (3.1), при

штамповке в закрытом ручье потери в облой определя-

ются из расчета: толщина заусенца 1—3 мм, высота

3—5 мм; б — угар при нагреве, определяется по общим

правилам.

Размеры заготовки для поковок класса А назначают-

ся исходя из штамповки на молотах.

При штамповке поковок класса Б объем поковки

рассчитывается по элементам с учетом половины поло-

жительного отклонения на размер.

Например, для цилиндрического участка размерами

+х +у

= ~ (О + 0,5 X)

(Я + 0,5 у). (3.16)

При штамповке без осадки в один переход Г>

зг

=0,951>

пшах

, в два перехода