МЕТОДИЧКА КОВКА ШТАМПОВКА. Методические указания по выполнению лабораторной работы и расчетнографического задания
 Скачать 5.03 Mb.
|
Таблица 1 – Необходимая масса падающих частей молота в зависимости от размера поковки
Возможности процесса свободной ковки: получение шероховатости Rz 320..80; коэффициент весовой точности Квт = 0.3..04 – это отношение массы готовой детали к массе поковки. При использовании подкладных штампов достигается увеличение: шероховатости до Rz 80…40, коэффициента весовой точности до Квт = 0,5..0,6, применение подкладных штампов эффективно при партиях деталей более 30 – 50 штук. Снижение массы и трудоемкости механической обработки происходит за счет значительного снижения напусков. Снижение трудоемкости изготовления самой заготовки происходит в основном за счет уменьшений времени на деформирование заготовки. При относительно сложной форме возможно уменьшение припусков и допусков до 15–20%, что дает дополнительный эффект снижения трудоемкости механической обработки. 4.1.1 Основные операции ковки Н  аиболее характерные операции свободной ковки показаны на рисунке 5.         Рисунок 5 – Операции свободной ковки: а – осадка; б, в – высадка; г – протяжка; д – разгонка; е – прошивка, ж – вытяжка; з – пробивка; и – гибка; к – закручивание; л – рубка; м – правка; н – кузнечная сварка (соединение в нахлёстку); п – кузнечная сварка (соединение в паз); р – кузнечная сварка (соединение с стык). Простейшей операцией является осадка (рисунок 5а), в результате которой увеличивается площадь горизонтального поперечного сечения заготовки за счет уменьшения ее высоты. При этой операции требуется, чтобы бойки перекрывали заготовку. Вследствие трения боковая поверхность осаживаемой заготовки приобретает бочкообразную форму, что характеризует неравномерность деформации. Повторяя осадку несколько раз с разных сторон, можно привести заготовку к первоначальной форме или близкой к ней, получив при этом более высокое качество металла и одинаковые его свойства по всем направлениям. Высота исходной заготовки должна быть не больше трех её диаметров, иначе возникает продольный изгиб её. Длину исходной заготовки можно определить по формуле:   ,где Vo – объем отходов, см3; Vз – объем заготовки, см3; Vn – объем поковки, см3; Fз – площадь поперечного сечения заготовки, см2. Средний диаметр заготовки после осадки  ,где Н0 – высота исходной заготовки; Н – высота конечной заготовки; D0 – диаметр исходной заготовки. Деформирование осаживаемой заготовки не по всей высоте называется высадкой. Высадку можно осуществить при нагреве только части заготовки, например, в середине (рисунок 5б), либо ограничением деформации на части заготовки кольцевым инструментом (рисунок 5в). Операция протяжки (рисунок 5г) заключается в нанесении последовательных ударов и передвижении заготовки; при этом между бойками во время удара находится только часть заготовки. Большая деформация заготовки в направлении ее ширины за счет перпендикулярного расположения оси заготовки относительно ширины бойков, иногда с поворотом на 900 между ударами, называется разгонкой (рисунок 5д). Внедрение инструмента в металл – прошивка (рисунок 5е). При вытяжке (рисунок 5ж) происходит увеличение длины заготовки в результате уменьшения площади поперечного сечения. Площадь поперечного сечения заготовки определяется по формуле: Fз = Fn × к, где Fn– площадь поперечного сечения поковки, мм2; к – степень укова, равная: для проката 1,3 – 1,5; для слитка – 1,5 – 2,0. К операции вытяжки относятся: расплющивание, вытяжка на оправке и раздача на оправке.
Расплющиванием достигается увеличение ширины поперечного сечения заготовки за счет уменьшения ее толщины.
Позволяет удлинять полую заготовку путем уменьшения наружного диаметра и толщины стенки.
Позволяет увеличивать наружный и внутренний диаметры полой заготовки в результате уменьшения толщины стенки. Пробивкой (рисунок 5з) достигается получение отверстия в поковке. При пробивке заготовка после внедрения в нее инструмента на определенную глубину переворачивается на 180º, и инструмент вводится уже с другой стороны до получения сквозного отверстия. При гибке (рисунок 5и) поковке придается изгиб в заданном направлении. В процессе гибки сечение поковки изменяет свою форму и площадь. Если уменьшение площади сечения нежелательно, в месте изгиба предусматривается утолщение. При закручивании (рисунок 5к) происходит смещение одной части поковки по отношению к другой на определенный угол относительно продольной оси. Эта операция упрощает ковку сложных поковок, позволяя вести отковку всех частей поковки в одной плоскости. При рубке(рисунок 5л) происходит отделение части металла от слитка, прокатанной заготовки или поковки. Рубка крупных поковок под прессом может производиться высоким топором в одном направлении. При ковке на плоских бойках рубка ведется с двух или четырех сторон. Правка (рисунок 5м) применяется для устранения местной или общей кривизны поковки. Операция правки сходна с операцией гибки. Разработка технологического процесса ковки состоит из следующих этапов:
4.1.2 Проектирование поковки Чертеж поковки разрабатывается по чертежу детали. При разработке чертежа поковки надо учитывать некоторые особенности процесса, например, избегать наклонных поверхностей. Размеры поковки по сравнению с размерами готовой детали увеличивают на величину припуска. Для упрощения формы поковки по отдельным поверхностям, получение которых затруднено или невозможно, предусматривают местное увеличение размера, называемое напуском. На все размеры поковки назначают допуски. Припуски и допуски на поковки из углеродистой и легированной сталей, изготавливаемые ковкой на молотах, регламентированы ГОСТ 7820 –70, а на прессах – ГОСТ 7062 –79. В таблице В.2 (приложение В) приведена выдержка из ГОСТ 7829-70 по припускам и допускам для поковок простой формы цилиндрического, квадратного и прямоугольного сечений. Для поковок круглого и квадратного сечений с уступами предусмотрены дополнительные припуски (на несоосность) величиной 3-10 мм при разности размеров диаметров (или сечений прямоугольников) до 40 мм и свыше 180 мм. Припуски на общую длину таких поковок берут в 2,5 раза больше, чем указано в таблице В.2. После составления рабочего чертежа поковки определяют ее вес, размеры и вес исходной заготовки. При ковке поковок из слитка вес заготовки определяется по следующей формуле: Gисх = Gпок + Gпр + Gдон + Gуг + Gоб, где Gисх – вес исходной заготовки, кг; Gпок – вес поковки, кг; Gпр – вес отхода прибыльной (верхней) части слитка, кг; Gдон – вес отхода донной (нижней) части слитка, кг; Gуг – вес отхода на угар, кг; Gоб – вес отхода на обсечки, кг. При использовании в качестве исходной заготовки прокатного металла определение веса исходной заготовки упрощается за счет отсутствия отходов со стороны прибыльной и донной частей слитка. В этом случае формула для определения веса будет иметь вид: Gисх = Gпок + Gуг + Gоб, Методы определения веса поковки и норм технологических отходов следующие. Вес поковки Gпок в общем случае определяется как произведение объема металла поковки на плотность, т.е. Gпок = Vпок , где Vпок – объем металла поковки, см3 (м3); – плотность углеродистой и легированной (конструкционной) стали, равная 7,85 г/ см3 (кг/м3). Подсчет объема металла в поковках сложной формы производится путем разбивки их по чертежу поковки на отдельные простые объемы V1, V2, V3, . . . Vn с последующим их суммированием. Вес отходов от прибыльной Gпр и донной части слитка Gдон зависит от формы и размеров слитка, от его веса и метода разливки стали, а также и от способа его охлаждения. Обычно принимают Gпр равным 20-25%, а Gдон – 3-5% от веса слитка. Вес отходов на обсечку Gоб зависит от размеров и формы поковки, поэтому объем металла на обрубку концов принимается: а) при ковке под прессами: для поковок круглого сечения Vоб = 0,21D3, где D – диаметр поковки, см. для поковок прямоугольного сечения Vоб = 0,28В2 Н, где В – ширина сечения (наибольшая), см.; Н – высота сечения, см. б) при ковке под молотами: для поковок круглого сечения Vоб = 0,23D3; для поковок прямоугольного сечения Vоб = 0,3В2 Н. Вес отхода на угар Gуг определяется в зависимости от веса и количества нагревов заготовки. Потери на угар принимаются в следующих размерах: 2% за каждый нагрев и 1,5% за каждый подогрев. 4.1.3 Типы поковок Все поковки можно разделить по конструкции и применяемому при их изготовлении инструменту на следующие типы:
Общими для каждого типа являются следующие кузнечные операции: 1 и 2 типы – вытяжка, комбинация вытяжки с торцевой осадкой, надрубание уступов; 3 тип – вытяжка, комбинация вытяжки с осадкой, надрубание, рубка, закручивание и передача (смещение); 4 тип – осадка, комбинация осадки с вытяжкой, рубкой, прошивкой, раскаткой на оправке и в кольцах; 5 тип – вытяжка, комбинация вытяжки с осадкой, прошивкой, раскаткой и вытяжкой на оправке; 6 тип – вытяжка, комбинация вытяжки с гибкой, закручиванием. 4.1.4 Температурные режимы ковки и штамповки Ковкость металлов определяется их пластичностью и сопротивлением деформированию. Поэтому нагрев слитков и заготовок имеет целью:
Обе задачи решаются путем правильного нагрева металла в печах до требуемых температур и выдержки при этих температурах в течение определенного времени. Скорость нагрева заготовки зависит не только от ее поперечного сечения и химического состава стали, но и от расположения заготовок в печи. Для определения времени нагрева слитков и заготовок из разных марок стали рекомендуется использовать следующую формулу: Z = CB, где Z – продолжительность нагрева в часах; С – поправочный коэффициент, учитывающий влияние состава стали и другие факторы. Для углеродистых сталей С=0,10 – 0,15; для легированных конструкционных С=0,15–0,20; для высоколегированных инструментальных С=0,30 – 0,40; В – диаметр или сторона сечения слитка или заготовки, м. Рекомендуемые интервалы температур ковки и штамповки углеродистой и легированной стали приведены в таблице 2. Таблица 2 – Температурные интервалы ковки и штамповки конструкционных, углеродистых и легированных сталей
Температура обработки всех групп алюминиевых сплавов находится в пределах 500 – 3000 С. Высокопрочные алюминиевые сплавы (В95, ВД17, АК4) имеют более высокое сопротивление деформированию, поэтому температура окончания обработки у них должна быть не ниже 375 0С. Сплавы на основе магния (МА2, МА3, МА5, ВМ65-1) характеризуются различной склонностью к обработке давлением. Сплав МА2 хорошо деформируется в интервале температур 450 – 350 0С, а сплавы МА5 и ВМ65-1 при температуре 400 – 300 0С. Медные сплавы хорошо деформируются в интервале температур 640 …6750 С – 780…850 0 С. Сопротивление деформированию титана и его сплавов значительно выше, чем стали. Наибольшую пластичность титановые сплавы имеют в интервале 1000 – 8500 С. Нагрев заготовок осуществляют в пламенных и электрических печах. 4.1.5 Режимы термической обработки поковок из стали различных марок В практике машиностроительных заводов применяют следующие схемы технологических процессов:
Примечание: выбор и назначение режима термической обработки поковок определяется прежде всего схемой технологического процесса. 4.2 Штамповка 4.2.1 Горячая объемная штамповка При горячей объемной штамповке формообразование поковок осуществляется в специальных инструментах – штампах, рабочие полости (ручьи) которых допускают течение деформированного металла только в определенном направлении и до определенных пределов, в результате чего образуется принудительное получение заданной формы и размеров поковки. Горячую объемную штамповку широко используют в массовом и крупносерийном производстве. Горячей объемной штамповкой изготавливают поковки различной формы и размеров из сталей, цветных металлов и сплавов. Общий технологический процесс горячей штамповки складывается из отрезки заготовок, их нагрева, собственно штамповки (в несколько переходов или даже операций), отрезки облоя и зачистки заусенцев, термической обработки, правки, калибровки, отделки поверхности. Штамповка может быть осуществлена в закрытых и открытых штампах. При штамповке в открытых штампах поковка получается с облоем – некоторым избытком металла в исходной заготовке, вытесненным на заключительной фазе процесса штамповки в облойную канавку, состоящую из узкого зазора – «мостика» и расширенной части – «магазина» (рисунок 6а). Штамповка в закрытых штампах является безоблойной.  Рисунок 6 – Штамповка в открытом (а) и закрытом (б) штампах: 1 – верхняя половина штампа; 2 – нижняя половина штампа; 3 – конфигурация поковки; 4 – магазин; 5 – мостик. Открытыми называются штампы (рисунок 6 а), у которых вдоль всего внешнего контура штамповочного ручья сделана специальная облойная канавка. Так как облойную канавку делают очень узкой, то течение в облой металла затруднено и возможно только при значительном давлении металла, находящегося в полости штампа. По мере затекания металла в облойную канавку давление нарастает и заставляет металл плотно заполнять все, даже очень небольшие и неудобные для заполнения элементы формы ручья штампа, обеспечивая хорошее формообразование поковки. Для создания облоя массу заготовки при штамповке в открытых штампах несколько увеличивают, отход металла в облой составляет в среднем около 10-12% от массы поковки. Закрытыми или безоблойными называют штампы, в которых металл деформируется в замкнутом пространстве (рисунок 6 б). В отличие от открытых штампов, имеющих поверхность разъема в виде плоскости, закрытые штампы имеют разъем по сложной поверхности с направляющими, обеспечивающими точное соударение половин штампа в конце штамповки. При безоблойной штамповке расход металла уменьшается на 20%, кроме того, исключаются затраты на обрезку облоя. Но для безоблойной штамповки требуется точный расчет объема исходного материала. По сравнению с ковкой штамповка имеет ряд преимуществ. Поковки, полученные штамповкой, по своим размерам и форме ближе к готовым деталям, чем кованые. Штампованные поковки имеют лучшую шероховатость поверхности. Штамповкой можно изготавливать поковки более сложной формы, чем ковкой. Производительность штамповки значительно выше, чем ковки, и составляет десятки и сотни поковок в час. Механические свойства штампованных изделий могут быть выше, чем таких же изделий, изготовленных ковкой. Это объясняется тем, что в штампе легче создать оптимальное расположение волокон в металле. При всей перспективности штамповки этот процесс по сравнению с ковкой имеет и некоторые недостатки. Штампы – дорогостоящий инструмент и пригоден только для изготовления поковок одного типоразмера. В связи с этим штамповка экономически целесообразна лишь при изготовлении достаточно больших партий одинаковых поковок (массовое и крупносерийное производство). Усилия для деформирования металла в штампах требуется больше, чем при изготовлении той же поковки ковкой. Поэтому для штамповки необходимо более мощное оборудование (молоты и прессы). Технологическая схема процесса получения штампованных поковок состоит из следующих операций: - разрезка прутка на мерные заготовки; - нагрев заготовки; - перенос ее в полость штампа; - штамповка; - обрезка заусенец (облоя); - прошивка перемычек в отверстиях; - термическая обработка; - осмотр, ремонт дефектов; - приемка. 4.2.2 Проектирование штампованных поковок По чертежу детали составляют чертеж поковки. При получении поковки в открытом штампе необходимо правильно выбрать поверхность разъема. Эта плоскость должна быть выбрана так, чтобы поковка свободно вынималась из штампа. С целью лучшего заполнения полости штампа металлом желательно плоскость разъема выбрать так, чтобы полости штампов имели наименьшую глубину. Чертеж на поковку должен быть выполнен в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД и ГОСТ 3.1126-88:
Пример графического выполнения поковки втулки приведен в приложении Б. Назначение основных припусков, допусков и допускаемых отклонений осуществляется с учетом исходного индекса, который учитывает массу, марку стали, степень сложности и класс точности поковки. Данные для определения исходного индекса приведены в приложении А. Штамповочные уклоны служат для облегчения заполнения полости штампа металлом и обеспечения более легкого удаления поковки из штампа. Штамповочные уклоны назначаются сверх припуска, они увеличивают отход металла при механической обработке и утяжеляют поковку. При изготовлении поковок из стали штамповочные уклоны составляют 3-100. Радиусы закругления в местах пересечения поверхностей поковки необходимы для лучшего заполнения штампа и предохраняют его от преждевременного износа и поломок. Наружные радиусы закругления составляют обычно 1 - 6 мм, внутренние 4 – 20 мм. 4.2.3 Штамповка на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ) Наиболее широко ГКМ применяются в крупносерийном и массовом производстве для штамповки деталей, имеющих преимущественно форму тел вращения, усложненных боковыми отростками, поднутрениями, сквозными отверстиями и т.п. На ГКМ можно штамповать поковки массой от 0,1 до 100 кг. Основное отличие штампов ГКМ от молотовых и прессовых – это наличие у них двух взаимно перпендикулярных плоскостей разъема:
ГКМ имеют следующие основные преимущества: 1 Высокая производительность, достигающая (при изготовлении мелких и средних поковок) 400-900 поковок в час. 2 Высокое качество получаемых поковок. 3 Экономное расходование металла, так как на ГКМ обычно штампуют без облоя. 4 Высокая точность и чистота поверхности получаемых поковок. 5 Наличие двух взаимно перпендикулярных плоскостей разъема штампов обеспечивает получение таких форм поковок, которые невозможно получить при штамповке на другом штамповочном оборудовании с одной плоскостью разъема, например поковки со сквозным отверстием, с глубокой глухой полостью, со стержнем и прошитым утолщением и др. Штамп ГКМ состоит из трех частей: неподвижной и подвижной матриц и подвижного пуансона. Основными операциями при штамповке на ГКМ являются высадка (осадка или утолщение частей прутка), прошивка и просечка. Кроме этих операций, ГКМ выполняет также пережим, отрезку, гибку, расплющивание, выдавливание и обрезку облоя. В зависимости от сложности конфигурации все поковки, изготовляемые на ГКМ, можно разделить на 6 групп (рисунок 7). Схема процесса штамповки на ГКМ дана на рисунке 8. Штамповка производится обычно методом высадки конца нагретого прутка 4, часть которого зажата между неподвижной 3 и подвижной 5 матрицами, или же из мерной заготовки, удерживаемой клещами с задним упором в корпус матрицы. Высаживаемая часть заготовки длиной не более 2,5-3 диаметров прутка (при свободной осадке в одном ручье) устанавливается по упору 2 и при штамповке заполняет рабочие полости пуансона 1 и матриц 3 и 5. Если объем штампуемой головки поковки превышает 2,5-3 диаметра прутка, то штамповку производят в нескольких ручьях многоручьевого штампа, постепенно набирая металл, причем полость матрицы или пуансона на первых переходах не должна превышать по диаметру 1,25-1,5 диаметров исходного прутка. В противном случае возможен продольный изгиб заготовки, приводящий к зажимам металла и браку поковок. ГКМ выпускаются с номинальным усилием от 103 до 31,5103 кН для штамповки поковок из прутков диаметром от 12,5 до 250 мм. Усилие Р штамповки на ГКМ находят по формуле  ,где с – коэффициент, зависящий от конфигурации поковки (для приближенных расчетов его принимают равным 5); F – площадь проекции поковки на плоскость, перпендикулярную к направлению деформирующего усилия;  – предел прочности металла при температуре штамповки.  Рисунок 7 – Классификация поковок, получаемых на ГКМ     Рисунок 8 – Схема процесса штамповки на ГКМ: 1 – пуансон; 2 – упор; 3 – неподвижная матрица; 4 – нагретый пруток; 5 – подвижная матрица. I – установка прутка по упору; II, III – начало и конец штамповки; IV – удаление готовой поковки. 4.2.4 Холодная объемная штамповка Холодной объемной штамповкой называется процесс штамповки в открытых и закрытых штампах без нагрева металла – это экономический высокопроизводительный процесс изготовления небольших точных деталей из сталей и цветных металлов. При холодной штамповке процесс изготовления деталей расчленяется на операции и переходы, выполняемые в специализированных штампах. Холодная штамповка сопровождается упрочнением, т.е. увеличением прочности металла и уменьшением его пластичности, затрудняющим деформирование в последующих операциях. Для устранения вредного влияния упрочнения применяют межоперационную термообработку (рекристаллизационный отжиг). Холодная штамповка позволяет получать детали высокой точности (до 9-11 квалитета точности), с поверхностью хорошего качества, почти не требующие в процессе изготовления обработки резанием. Отсутствие нагрева при холодной штамповке создаёт благоприятные предпосылки для механизации и автоматизации технологического процесса, что повышает производительность и улучшает условия труда. Основными операциями холодной объемной штамповки являются: объемная формовка, выдавливание (прессование), калибровка, высадка, чеканка. Детали с применением этих операций показаны на рисунке 9.  Рисунок 9 – детали, изготавливаемые холодной объемной штамповкой Объемная формовка – операция, при которой деталь получают обжатием заготовки в открытом или закрытом штампе (рисунок 10 а). Холодное выдавливание – изготовление сплошных и полых тонкостенных изделий из толстой заготовки выдавливание металла в зазор между пуансоном и матрицей (рисунок 10 б, в, г). Холодная калибровка применяется для получения точных размеров и гладкой поверхности деталей, изготовленных горячей объемной штамповкой или другими методами. Холодная высадка применяется для образования местных утолщений заготовки требуемой формы, например, при штамповке головок болтов, винтов. Объёмная холодная штамповка осуществляется в штампах, аналогичных штампам объёмной горячей штамповки, обеспечивающих последовательное приближение формы заготовки к форме детали. Вследствие упрочнения процесс холодная штамповка обычно расчленяется на большее число операций и переходов, чем при горячей штамповке, а для увеличения пластичности и уменьшения сопротивления деформированию используют межоперационные отжиги. При холодной объёмной штамповке в открытых штампах применяют промежуточную обрезку заусенца, что позволяет уменьшить усилие деформирования и повысить точность размеров штампуемых изделий. Удельные усилия деформирования при холодной объёмной штамповке достигают 3000 МН/м2 , что вынуждает использовать этот процесс только для изготовления деталей небольших размеров. Для уменьшения удельных усилий штамповки применяют смазку, облегчающую выдавливание с контактных поверхностей при высоких удельных усилиях (например, минеральные масла с наполнителями в виде графита, талька, дисульфида молибдена и т.п.). Холодное выдавливание осуществляется по схемам деформирования, сходным с прессованием металлов. Используют прямое, обратное, боковое и комбинированное выдавливания, различающиеся направлением течения металла по сравнению с направлением смещения пуансона относительно матрицы. При комбинированном выдавливании в рабочем инструменте имеется несколько каналов, по которым металл вытекает из полости матрицы, причём могут одновременно иметь место элементы прямого, обратного или бокового выдавливания. Холодным выдавливанием получают сплошные и полые детали довольно сложной конфигурации. Схема всестороннего сжатия, при которой происходит холодное выдавливание, обеспечивает увеличение пластичности металла и позволяет получать без разрушения большое формоизменение заготовки. Упрочнение металла, возникающее при холодном выдавливании, ограничивает допустимое формоизменение и вынуждает в ряде случаев использовать межоперационные отжиги; кроме того, из-за больших удельных усилий деформирования допустимое формоизменение обычно ограничивается и прочностью инструмента. Для уменьшения удельных усилий деформирования подбирают рациональные форму и размеры инструмента, применяют различные смазки. Повышенная прочность инструмента достигается использованием высокопрочных инструментальных сталей, рациональной термообработкой пуансонов и матриц, бандажированием матриц и т.п. Из пластичных металлов и сплавов холодной штамповкой можно получать полые детали с толщиной стенки в десятые и даже сотые доли мм.  Рисунок 10 – Операции холодной объемной штамповки: 1 – пуансон; 2 – матрица; 3 – изделие; 4 – открытый штамп. 4.2.5 Штамповка выдавливанием Сущность метода заключается в том, что металл под действием высокого давления переходит в пластичное состояние и течет в зазор между матрицей и пуансоном. Процесс холодного выдавливания характеризуется большими степенями деформации и, следовательно, большой производительностью. Изделия, полученные по этому способу, отличаются высокой точностью, хорошим качеством поверхности и высокими механическими свойствами. Поэтому в промышленности стремятся заменить обработку резанием и некоторые операции холодной штамповки – выдавливанием. Основные требования, которые предъявляются к металлам, подвергающимся выдавливанию, – это высокая пластичность, небольшая способность к упрочнению и невысокие давления, необходимые для деформирования. Этим требованиям в максимальной степени удовлетворяют цветные металлы, так как выдавливание происходит при низких давлениях даже при очень высоких степенях деформации. Существует три способа холодного выдавливания: прямой, обратный и комбинированный (рисунок 11). При прямом способе металл течет в направлении движения пуансона (рисунок 11 а). Этот способ применяется для изготовления массивных профилей и деталей типа трубок с различной формой поперечного сечения. При обратном способе выдавливания металл течет в зазор между матрицей и пуансоном навстречу движению пуансона (рисунок 11 б). Величина зазора равна толщине стенки изделия. По этому методу изготавливают полые изделия круглой, прямоугольной, овальной и других сложных форм при одинаковой и различной толщине дна и стенок, с различными уступами, ребрами или без них. При комбинированном способе металл течет как в направлении движения пуансона, так и против движения (рисунок 11 в). Комбинированный способ применяют для получения изделий сложной формы, с различными уступами и отростками.    Рисунок 11 – Способы холодного выдавливания: а) прямой; б) обратный; в) комбинированный Степень деформации при выдавливании оценивается относительным изменением площади сечения (обжатием), выражаемым в процентах:  ,где F0 – площадь сечения до выдавливания, мм2; F1 – площадь сечения после выдавливания, мм2. 4.2.6 Листовая штамповка Листовая штамповка – метод изготовления плоских и объемных тонкостенных изделий из листового материала, ленты или полосы с помощью штампов на прессах или без применения прессов. Основные преимущества листовой штамповки: возможность изготовления прочных, жестких, тонкостенных деталей простой и сложной формы; высокая производительность, экономный расход металла и простота процесса. На рисунке 12 показаны некоторые детали, полученные: а – вырубкой и пробивкой; б – отбортовкой; в – гибкой; г – вытяжкой и формовкой.  Рисунок 12 – Листовые штампованные детали Все операции листовой штамповки можно классифицировать на разделительные и формоизменяющие. Применяются также сборочные операции. При холодной штамповке листового металла в разделительных операциях разрушение происходит при меньшем внедрении режущих кромок инструмента в заготовку, чем при горячей штамповке листового металла, а сопротивление срезу составляет примерно 0,8 предела прочности. В формоизменяющих операциях холодная штамповка листового металла на допустимую степень деформации существенное влияние оказывает упрочнение. Увеличение допустимой степени деформации в операциях холодной штамповки достигается созданием оптимальных условий деформирования (схема силового воздействия, конструкция штампа, рациональная конфигурация рабочего инструмента, скорость деформирования, смазка и т.п.). При листовой холодной штамповке заготовка получает разные деформации в различных участках и соответственно различное упрочнение. Сочетание рационального распределения деформаций, зависящего от размеров и формы заготовки, а также типа применяемых операций и условий их осуществления, с термическими операциями (как для всей заготовки, так и для отдельных её частей) позволяет получать наилучшие эксплуатационные свойства деталей (жёсткость, прочность, износостойкость и т.п.) при наименьшей массе деталей (облегчённые конструкции). К основным разделительным операциям относятся: Резка – последовательное отделение части металла по прямой или кривой линии (рисунок 13 а); Вырубка – единовременное отделение материала от заготовки по замкнутому контуру, причем замкнутая часть является изделием; Пробивка – получение отверстий отделением материала по замкнутому контуру внутри детали (рисунок 13 б,в). Усилие вырубки и пробивки при параллельных плоских рабочих торцах пуансона и матрицы подсчитывают по формуле P = L × S × σв, где L – периметр изделия или отверстия, мм; S – толщина листа, мм; σв – временное сопротивление разрыву разрезаемого металла, МПа.  Рисунок 13 – Разделительные операции листовой штамповки: а – резка; б, в – пробивка; 1 – верхний нож; 2 – нижний нож; 3 – разрезаемый лист; 4 – упор; 5 – пуансон; 6 – матрица; 7 – изделие или полуфабрикат. К основным формоизменяющим операциям относятся правка, гибка, вытяжка, протяжка, отбортовка, формовка (рисунок 14). Правка применяется для устранения неровностей и искривлений плоских деталей после вырубки, пробивки, а так же для исправления отдельных элементов формы деталей после гибки или других формоизменяющих операций. Гибка бывает одноугловая (V – образная) и двухугловая (U – образная) (рисунок 14 б, в). Усилие одноугловой гибки приближённо можно определить по формуле:  ,где В – ширина заготовки, мм; r = (0,1…2)×S – минимальный радиус, зависимый от пластичности материала, мм; S – толщина листа, мм; σв – временное сопротивление разрыву разрезаемого металла, МПа.  Рисунок 14 – Формоизменяющие операции листовой штамповки: 1 – пуансон; 2 – матрица; 3 – изделия или полуфабрикаты; 4 – противопуансон. Вытяжка – операция, превращающая плоскую заготовку в полую деталь или полуфабрикат (рисунок 14 г). Протяжка – вытяжка с утонением. Эта операция применяется для изготовления полых тонкостенных деталей (рисунок 14 д). Отбортовка и разбортовка – операции, соответственно, для образования борта по наружному контуру заготовки или по контуру ранее выполненного отверстия (рисунок 14 е). Формовка – изменение формы заготовки или полуфабриката посредством местных деформаций, например, увеличение диаметра средней части полой детали (рисунок 14 ж). Приложение А ТЕРМИНЫ И ОБОЗНАЧЕНИЯ
 Рисунок А.1: 1 – деталь; 2 – размер детали; 3 – номинальный размер поковки; 4 – наименьший предел поковки; 5 – наибольший предел поковки; 6 – величина припуска; 7 – допуск (поле допуска); 8 – положительная величина допускаемого отклонения; 9 – отрицательная величина допускаемого отклонения.
1.10.2 Толщина (T,t) – высотный размер геометрического элемента поковки, получаемого в обеих частях штампа. 1.10.3 Межосевое расстояние: А1 – размер отрезка прямой, соединяющей два центра и не пересекающей наружный контур поковки (рисунок А.3). А2 – то же, пересекающей наружный контур по ковки (рисунок А.4). 1.10.4 Радиус закругления внутреннего угла (Rв) – радиус закругления в сечении вогнутого участка поверхности поковки (рисунок А.2). 1.10.5 Радиус закругления наружного угла (Rн) – радиус закругления в сечении выпуклого участка поверхности поковки (рисунок А.2).  рисунок А.2 Рисунок А.3  рисунок А.4 1.11 Допуск формы поковки – допустимая величина отклонения формы поковки. 1.12 Отклонения формы поковки. 1.12.1 Смещение по поверхности разъема штампа (m) – отклонение формы поковки в виде наибольшего линейного переноса по плоскости одной части поковки относительно другой, вычисляемое по формулам: для штампов с одной поверхностью разъема (рисунок А.5,а) m = (a2 – a1) / 2, для штампов с двумя и более поверхностями разъема (рисунок А.5,б) m = a2 – a1, где m – величина смещения; а1 – наименьший размер поковки в направлении линейного переноса; а2 – наибольший размер поковки в направлении линейного переноса.
 рисунок А.5 (а)  рисунок А.5 (б)   рисунок А.5 (в) рисунок А.5 (г)  рисунок А.6  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
207;