Изготовление поковок машиностроительных деталей свободной ковкой. Операции свободной ковки: прошивка, отрубка, гибка, протяжка. Их схемы, назначение, применяемый инструмент.
Протяжка – это операция удлинения заготовки за счет уменьшения площади ее поперечного сечения. Протяжку проводят последовательными ударами или нажатиями инструмента на отдельные участки заготовки, примыкающие друг к другу. Часто между ударами заготовку поворачивают вокруг оси на некоторый угол(обычно 900).
Деформацию при протяжке оценивают величиной уковки
Чем больше величина уковки, тем выше свойства материала, поэтому протяжку часто используют в сочетании с осадкой для увеличения степени деформации материалов.
Протяжка имеет ряд разновидностей:
-протяжка с оправкой – это операция увеличения длины пустотелой заготовки за счет уменьшения длины ее стенок.
-раскатка с оправкой – это операция одновременного увеичения наружного и внутреннего диаметра кольцевой заготовки за счет уменьшения толщины ее стенок. Заготовка опирается внутренней поверхностью на цилиндрическую оправку и деформируется между оправкой и узким, длинным байком. После каждого нажатия заготовку поворачивают относительно оправки.
Силы трения оказывают влияние и на процесс протяжки. Сила трения пропорциональна длине контакта инструмент-заготовка. Течение Ме интенсивно происходит перпендикулярно большей стороне байка, т.к. в этом направлении сила трения значительно меньше. Потому для получения лучшей вытяжки, Ме протягивают узкими байками.
-прошивка – это операция получения полости в Ме за счет его вытеснения.
|
|
|
Прошивка может быть сквозная, тогда она называется пробивка.
Глухая прошивка позволяет получить углубления в Ме.
Инструментом для прошивки является прошивни. Для отверстий небольшого диаметра используются сплошные прошивни, для больших диаметров – пустотелые прошивни.
При сквозной прошивке тонких паковок применяют подкладные кольца. Для более толстых сечений прошивку выполняют с двух сторон.
-отрубка – это операция отделения части заготовки по незамкнутому контуру путем внедрения в заготовку деформирующего инструмента-топора.
Отрубку прим. для получения из длинномерной заготовки нескольких коротких, для удаления излишков Ме на концах паковок, а также для удаления прибыльной части слитков.
-гибка – это операция предания заготовке изогнутой формы по заданному контуру.
Гибка сопровождается искажением первоначального вида заготовки с уменьшением площади заготовки в зоне изгиба, которое называется утяжкой. Для компенсации утяжки в зоне изгиба заготовке придают увеличенные размеры.
При гибке возможно образование складок на внутренней поверхности и трещин на наружной, поэтому в месте изгиба инструмент имеет радиусы скругления.
|
|
|
Простыми операциями ковки невозможно изготовить детали сложной формы. При изготовлении небольшой партии деталей возможно использование подкладных штампов. Подкладной штамп может состоять из 2-х и более частей, в каждой из которых имеется полость с конфигурацией отдельной части поковки.
Изготовление поковок машиностроительных деталей горячей объемной штамповкой. Сущность процесса объемной штамповки в открытых штампах: схема, особенности конструкции штампа, последовательность заполнения штампа, технологическое назначение облоя. Достоинства и недостатки объемной штамповки в открытых штампах.
Горячей объемной штамповкой называется процесс обработки Ме давлением в специальном инструменте - штампе. При штамповке заготовка приобретает заданную форму и размеры путем заполнения Ме рабочей полости штампа, которая называется ручьем. Штамповка обеспечивает высокую точность размеров и качество поверхности, но ее целесообразно применять в крупносерийном и массовом производстве, т.к. иначе не окупаются затраты на производство штампов.
Штамповка в открытых штампах характеризуется переменным зазором между подвижной и неподвижной частями штампа. В этот зазор вытекает часть Ме - облой, который закрывает выход Ме из рабочей полости штампа и заставляет Ме течь в труднодоступные места ручья, что является отличительной особенностью этого способа штамповки.. Для решения этой задачи по периметру ручья в штампе(по разъему между нижним и верхним штампами) выполняют специальную заусенечную (облойную) канавку. В конечный момент деформирования в облой выделяются излишки Ме, что позволяет не предъявлять высоких требований в точности заготовки. Облой затем обрезается в специальных штампах.
|
|
|
Заполнение ручья открытого штампа можно разделить на несколько стадий.
В первой стадии происходит свободная осадка заготовки на величину ΔН1:
С момента соприкосновения заготовки с боковыми стенками штампа начинается вторая стадия заполнения ручья. Эта стадия завершается при обжатии на ΔН2 в момент начала образования заусенца(облоя). В конце этой стадии остаются незаполненными только углы с полости штампа.
На третьей стадии штамповки при обжатии на ΔН3 заусенец(облой) решает свою основную технологическую функцию – закрывает полость штампа и тормозит вытекание излишков Ме из полости в зазоре между нижним и верхними штампами. Т.к. сопротивление течению Ме в незаполненные углы полости штампа теперь меньше, чем в заусенечную(облойную) канавку, то к окончанию этой стадии ручей штампа оказывается заполненным.
|
|
|
Теоретически этот момент должен совпадать с окончанием всего процесса штамповки. Однако практически невозможно получить заготовку с точно необходимым объемом Ме. В связи с этим исходная заготовка имеет некоторый небольшой гарантийный излишек Ме. Поэтому на практике всегда бывает четвертая стадия штамповки. На этой стадии происходит вытеснение из полости штампа избыточного Ме и смыкания верхней и нижней частей штампа в результате обжатия на величину ΔН4.
Штамповкой в открытых штампах можно получать изделия любой сложной конфигурации.
Изготовление поковок машиностроительных деталей горячей объемной штамповкой. Горячая объемная штамповка: сущность конструкции штампа, последовательность заполнения штампа. Достоинства и недостатки объемной штамповки в закрытых штампах.
Горячей объемной штамповкой называется процесс обработки Ме давлением в специальном инструменте - штампе. При штамповке заготовка приобретает заданную форму и размеры путем заполнения Ме рабочей полости штампа, которая называется ручьем. Штамповка обеспечивает высокую точность размеров и качество поверхности, но ее целесообразно применять в крупносерийном и массовом производстве, т.к. иначе не окупаются затраты на производство штампов.
Штамповка в закрытых штампах характеризуется тем, что полость штампа в процессе деформирования остается постоянно закрытой. Зазор между подвижной и неподвижной частями штампа при этом постоянный и небольшой, так как образование облоя, в этом случае, не предусмотрено.
При изготовлении поковок сравнительно сложных конфигураций, закрытые штампы могут иметь 2 взаимноперпендикулярные плоскости разъема.
При штамповке в закрытых штампах необходимо строго соблюдать равенство объемов заготовки и поковки, так как при недостатке металла останутся незаполненными отдельные области ручья штампа, а при избытке Ме размер поковки по высоте будет больше требуемого, что увеличит объем механической обработки.
Значительным преимуществом штамповки в закрытых штампах является снижение расхода Ме, кроме того поковки, полученные в закрытой штамповке имеют более благоприятную структуру, так как волокна Ме обтекают контур поковки, не перерезаются в месте выхода в облой.
При закрытой штамповке Ме деформируется в условиях всестороннего неравномерного сжатия, что позволяет деформировать малопластичные материалы.
Изготовление паковок машиностроительных деталей горячей объемной штамповкой. Инструмент для горячей объемной штамповки. Понятие об одно- многоручьевой штамповке. Назначение заготовительных (протяжной, подкатной ручьи, площадка для осадки), и штамповочных (черновой и чистовой ручьи) ручьев многоручьевых штампов.
Штамповкой наз-ся процесс обработки Ме давлением в спец. Инструменте – штампе. При штамповке заготовка приобретает заданную форму и размеры путем заполнения Ме рабочей полости штампа, который называется ручьем. Штамповка обеспечивает высокую точность размеров и качество поверхности. Но ее целесообразно применять в крупносерийном и массовом производстве, т.к. иначе не окупаются затраты на производство штампов.
Заготовками для горячей объемной штамповки служит прокатка. Паковки простой формы, не имеющих большой разницы сечением по длине обычно штампуют в одноручьевых штампах, т.е. в штампах с одной полостью. Паковки с резкими перепадами по сечению, с изогнутой осью в одноручьевых штампах из проката постоянного сечения штамповать не удается. В этом случае форму заготовки постепенно приближают к форме поковки, т.е. сначала получают профилированную или фасонную заготовку в многоручьевых штампах. Ручьи в многоручьевых штампах делят на заготовительные и штамповочные. Заготовительные ручьи служат для получения фасонной заготовки, штамповочные ручьи для получения конфигурации детали.
К заготовительным ручьям относят: протяжной, подкатной, гибочный, площадку под осадку.
Протяжной ручей служит для увеличения длины отдельных участков заготовки за счет уменьшения площади поперечного сечения.
Подкатной ручей служит для местного увеличения площади поперечного сечения за счет уменьшения сечений участков расположенных рядом, т.е. в подкатном ручье происходит перераспределение объема металла заготовки в соответствии с распределением его в поковки.
Гибочный ручей применяется при изготовлении поковок с изогнутой осью.
К штамповочным ручьям относят: окончательный (чистовой) ручей, предварительный (черновой) ручей.
Чистовой ручей служит для получения поковки, назначение чернового ручья в основном в снижении износа чистового ручья. Основное формообразование происходит в черновом ручье, в чистом происходит доводка размеров.
Штамповочные ручьи располагаются в центре многоручьевого штампа, т.к. именно в них отмечаются самые высокие усилия.
Последовательность разработки чертежа поковки. Принципы выбора поверхности разъема штампов. Понятие о допусках, припусках, напусках. Штамповочные уклоны: назначение и величина. Назначение и величина радиусов скругления. Особенности проектирования штамповки в открытых штампах.
Чертеж поковки составляется на основании разрабатываемого конструктором чертежа готовой детали с учетом припусков, допусков и напусков.
Припуск - поверхностный слой металла детали поковки подлежащей удалению обработкой резанием для получения требуемых размеров и качества поверхности детали. Припуск зависит от размеров поковки, ее конфигурации, типа оборудования на котором изготовляется поковка.
Допуск – допустимое отклонение от номинального размера поковки, т.е. это разница между максимальным и минимальным размерами. Конфигурация сложной детали обычно упрощают за счет напусков.
Напуск – объем металла добавляемого к поковке поверх припуска для упрощения ее формы и следовательно процесса изготовления. Напуски удаляются обработкой резанием. Припуски, допуски и напуски назначают в соответствии с ГОСТом.
При получении поковки в открытом штампе перед разработкой чертежа поковки необходимо выбрать плоскость разъема штампа. Плоскость разъема должна обеспечивать легкое извлечение поковки из штампа. Желательно, чтобы ручей штампа имел наименьшую глубину, а на боковой поверхности имелись специальные штамповочные уклоны, облегчающие извлечение поковки и заполнение полости штампа.
Штамповочные уклоны зависят от сложности поковки и применяемого оборудования. Обычные штамповочные уклоны обозначают в пределах от 3 до 10С. Для наружной поверхности поковки штамповочные уклоны принимают меньше чем для внутренних.
Все соприкасающиеся поверхности поковки сопрягаются по радиусу для улучшения заполнения полости штампа и уменьшение его износа.
Радиус скругления зависит от глубины штампа. Внутренний радиус искривления обычно больше чем наружный. При штамповке штампов невозможно получить поковки сквозного отверстия, поэтому обычно наносят только наметку отверстия с перемычкой. Перемычку затем удаляют в спец. Штампах.
Холодная объемная штамповка. Сущность. Понятие о холодном выдавливании. Разновидности холодного выдавливания (прямое, обратное, комбинированное, боковое), их схемы, назначение. Показатели пластичности при выдавливании. Недостатки и достоинства холодного выдавливания. Холодная высадка: схема работы холодновысадочного автомата. Назначение, недостатки и достоинства холодной высадки.
Под холодной объемной штамповкой понимают штамповку, проводимую без предварительного нагрева заготовок. Такая штамповка обеспечивает хорошее качество поверхности и точность размеров благодаря отсутствию окисленного слоя. Поэтому поковки часто изготовляю без припуска на мех. Обработку. Производительность хол. Штамповки в 2-3 раза выше чем горячей и в 10-15 раз выше, чем обработка резанием.
Основные разновидности холодной объемной штамповки – это холодное выдавливание, холодная высадка в открытом штампе.
Холодная штамповка требует значительных усилий из-за высокого сопротивления металла деформированию и упрочнение металла в процессе деформации.
Для уменьшения влияния упрочнения на процесс штамповки оформление конфигурации детали проводят в несколько переходов с постепенным усложнением штампа между переходами выполняют рекристаллизационный отжиг.
Холодное выдавливание
Заготовку помещают в полость, из которой металл выдавливают при помощи пуансона в отверстие имеющее конфигурацию профиля детали. Различают прямое выдавливание, обратное, комбинированное.
При холодном выдавливании часто применяют схему бокового выдавливания, когда металл течет в направлении не совпадающим с осью движения пуансона. (рис1)
При боковом выдавливании как правило применяют матрицу, состоящую из нескольких частей. Таким образом получают детали типа тройников.
Холодная высадка производится на спец. Холодновысадочных автоматах.
Рис.2.
В первом переходе прутковая заготовка подается до упора с помощью роликов, затем матрица перемещается в положение высадки, отрезая от прутка мерную заготовку. Во втором переходе ударом высадочного пуансона производится высадка головки изделия. Пуансон возвращается в исходное положение, изделие выталкивается из матрицы выталкивателя. Матрица возвращается в позицию подачи заготовки. На холодновысадочных автоматах штампуют детали диаметром 0,5 … 40 мм, до 400 деталей в минуту. Обычно изделия получаемые холодной высадкой не требуют дальнейшей мех. Обработки.
Листовая штамповка. Сущность, назначение, достоинства и недостатки листовой штамповки. Разделительные операции листовой штамповки (отрезка, вырубка, пробивка): назначение, схемы, особенности деформирования, инструмент.
Листовой штамповкой изготовляют различные плоские и пространственные детали массой от нескольких грамм до нескольких десятков кг, размерами от долей мм до нескольких метров. Характерной особенностью листовой штамповки является то, что толщина изделия незначительно отличаются от толщины исходной заготовки. В качестве заготовки для листовой штамповки используют листы и полосы полученные прокаткой. Толщина листа до 10 мм, редко до 20 мм.
Преимущество листовой штамповки
- Возможность получения деталей минимальной массы при заданных прочностях и жесткости
- высокая точность размеров
-высокое качество поверхности
- простота механизации и автоматизации, что обеспечивает высокую производительность процесса.
Обычно при листовой штамповке деформацию получают только часть заготовки.
Различают 2 вида операции листовой штамповки: формообразующие операции в которых заготовка не должна разрушаться в процессе деформации и разделительные операции, в которых этап пластического деформирования заканчивается разделением заготовки на части.
Операции листовой штамповки:
1. Отрезка – отделение части заготовки по незамкнутому контуру, производится либо на спец. Машинах – ножницах, либо в штампах
Чаще всего отрезку применяют как заготовительную операцию для разделения листа на полосы заданной ширины. Используют 2 основных типа ножниц:
- ножницы с поступательным движением режущих кромок ножа – гильотинные ножницы. Для уменьшения силы резания режущи кромки наклоняют друг к другу под малым углом (1-50). Лист подают до упора определяющего ширину полосы В. Длина полосы ограничена длиной ножей. (рис3)
- Дисковые ножницы.
Длина отрезаемой полосы не ограничена инструментом. Вращение дисковых ножей обеспечивает не только разделение листа на части, но и подачу заготовки действием сил трения. (рис.4)
Для обеспечения захвата и разделения заготовки диаметр ножей должен быть в 30…70 раз больше толщины заготовки. Качество поверхности среза при отрезке на обоих типах ножниц зависит не только от отсутствия притупления режущих кромок, но и от зазора между ними. Оптимальная величина зазора составляет 0,01-0,03 от толщины листа. Сила отрезки пропорционально площади срезаемый в данный момент.
2. Вырубка и пробивка. При вырубке и пробивке характер деформирования заготовки одинаковые. Эти операции отличаются назначением. Вырубкой оформляют наружный контур детали, а пробивкой – внутренний контур.
Вырубку и пробивку осуществляют метал. Пуансоном и матрицей. Пуансон вдалбливает часть заготовки в отверстие матрицы, которое имеет необходимую конфигурацию. В начальной части процесса происходит врезание режущих кромок в заготовку, а также смещение относительно другой без видимого разрушения. При опред. Глубине врезания у режущих кромок матрицы и пуансона зарождается трещины, быстро проникающие в толщину заготовки, затем трещины встречаются и происходит разделение заготовки. (рис.5).
Поверхность среза в этом случае состоит из блестящего пояска, образующегося при внедрении режущих кромок и шероховатой поверхности разрушения.
Листовая штамповка. Формообразующие операции листовой штамповки (гибка, вытяжка без утонения, вытяжка с утонением, отбортовка, отжим, формовка): назначение, схемы, особенности деформирования, инструмент, показатели деформации.
Гибка – операция изменения кривизны заготовки или отдельного ее участка без изменения ее линейных размеров. (рис.6)
В процессе гибки, пластическая деформация сосредоточена на узком участке, находящимся в контакте с пуансоном. Полки изделия при этом не деформируются. В зоне пласт. Деформации нагруженный слои испытывают растяжение, а внутренний слой испытывает сжатие. В среднем слое заготовки находится в нулевой деформации. Величина деформации растяжения наружного слоя ограничено из-за возможности образования трещин, поэтому минимальные радиусы ограничивают величиной (0,1…2)S в зависимости от пласт. Св-в материала.
При снятии внешн. Сил наружный растянутые слои стремятся сжаться, внутренние сжатые – растянуться, поэтому после разгрузки углы между полками меняются, что носит название пружинение при гибке. При гибке в штампе можно одновременно изменить кривизну нескольких участков заготовки.
Вытяжка без утонения стенки.
Применяется для превращения плоской заготовки в полое пространственное изделие. Наружный периметр заготовки при этом уменьшается. Заготовку укладывают на плоскость матрицы и при помощи пуансона вдавливают в центральную часть заготовки в полость матрицы. (рис7).
Центральная часть заготовки тянет за собой периферийные части, которые смещаясь в отверстие матрицы образуют стенки полого изделия. Во фланце в радиальном направлении действуют растягивающие напряжения втягивающие фланец в матрицу. В тангенциальном направлении действуют сжимающие напряжения, которые уменьшают диаметральные размеры заготовки. При определенных размерах фланец может потерять устойчивость под действие сжимающего напряжения, в рез-те чего образ-ся складки. Условие отсут. Складок на фланце разница (D-d)<(18…20)S. Для предотвращения появления складок применяют режим.
Формоизменение при вытяжке оценивают коэффициентом вытяжки, который равен k=D/d=1.6…2.1.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 425; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!