Исходные материалы и их подготовка к холодной объемной штамповке

Сортамент материала и его состояние. Наиболее дешевый исходный материал — горячекатаные прутки и катанка. Однако сортовой прокат имеет большое поле допуска по размерам и низкое качество поверхности. Калибровка горячекатаного прутка и катанки волочением обеспечивает необходимую точность заготовки по поперечному сечению, улучшает качество поверхности, но стоимость металла несколько повышается. При использовании автоматизированных устройств для резки и дозирования объема (массы) заготовок при штамповке высадкой и редуцированием предъявляются повышенные требования к кривизне проката. Правку проката проводят на роликовых или растяжных машинах и на прессах. При мелкосерийном производстве, а также в целях получения металла с более технологичными размерами и допусками, снижения затрат на металл, калибровку проводят на машиностроительном заводе. Значительное влияние на процесс штамповки и качество продукции оказывают дефекты металлургического происхождения и состояние металла. В местах возникновения рисок, волосовин, плен, закатов различного вида при штамповке могут появиться расслоения и трещины. Особенно высокие требования к качеству поверхностного слоя исходного металла предъявляются при штамповке деталей с фланцами, выступами, резкими переходами на наружной поверхности, при применении больших деформаций, наличии тангенциальных растягивающих напряжений. В этих случаях дефекты глубиной 0,05 мм и более раскрываются, и образуются трещины. Плены на поверхности проката при выдавливании могут отслаиваться, что вызывает загрязнение штампа и заштамповку их в заготовку. Чтобы исключить появление таких дефектов, качество проката контролируют испытанием на осадку до появления первой трещины. Относительная деформация до появления первой трещины зависит от марки материала, способа его изготовления и качества и должна составлять при производстве сложных по форме деталей от 60 до 80 % I
 Высокое качество проката — большая пластичность и деформируемость, низкая газонасыщенность и большая плотность и, как их следствие, отсутствие поверхностных дефектов металлургического происхождения, высокая точность размеров по сечению и длине, низкая шероховатость. Высокого качества проката достигают соблюдением оптимальной технологии по всему металлургическому циклу от производства металла до отделочных операций при прокатке, соблюдением установленных инструкциями правил складирования, хранения и транспортирования: производство низкоуглеродистой стали в кислородном конвертере, легированной стали в электрометаллургических печах с наложением вакуума; раскисление стали на заключительном этапе алюминием; получение слитков для прокатки непрерывным литьем; прокатка по заданной ЭВМ программе с безокислительной промежуточной и заключительной разудрочкяющей термообработкой.
 Если качество поверхностного слоя проката, поставляемого металлургической промышленностью, не удовлетворяет требованиям технологии штамповки, то прокат подвергают сплошной обточке со снятием слоя толщиной до 0,8—2,0 мм. Допуск по диаметру после обточки (обдирки) — не более 0,1 мм, шероховатость поверхности Ra щ 5ч-2,5 мкм. Дальнейшее увеличение толщины снимаемого слоя (более 2 мм) экономически нецелесообразно и не дает практически заметного эффекта по повышению качества. Прокат из коррозионностойких сталей используют для штамповки шлифованным (в виде серебрянки). Во всех случаях следует отдавать предпочтение обточке, а не шлифованию. Шлифование дороже, чем обточка, и после него остаются следы абразива, снижающие качество изделия и стойкость инструмента.
 После шлифования, обдирки резцовыми головками и иглофрезами, матирования, химико-механической очистки поверхности на поверхности подката образуется некоторый рельеф, направленность которого оказывает значительное влияние на сцепление подсмазочного слоя и смазочного материала с металлом. Матирование — обработка поверхности вращающимися щетками, набранными из пучков стальной проволоки (диаметр щетки 170— 220 мм, частота вращения 25—50 с-1, диаметр проволоки 0,10— 0,12 мм). Наиболее простая и производительная технология очистки поверхности проката и создания рельефа, способствующего адсорбции смазочного материала, не связана с переводом металла в стружку, но позволяет удалять только мелкие поверхностные дефекты (плены и др.). Наибольшие возможности имеет обдирка иглофрезами, собранными в специальную головку, позволяющими удалять дефектный поверхностный слой и создавать сетчатый рельеф с оптимальным наклоном рисок к главной оси («45°).
 Травление прутков или проволоки сочетают с матированием, крацеванием, наложением ультразвука или другим механическим воздействием. Крацевание — обработка вращающимися щетками, набранными из пучков медной или латунной проволоки. При травлении проката поверхностные дефекты металлургического происхождения становятся очагами интенсивной коррозии, что снижает качество не только подготовки поверхности заготовки к штамповке, но и готовых деталей.
 Разделение исходного материала на заготовки. Разделение прутков, проволоки и труб на заготовки проводят в штампах на специализированных ножницах, прессах (первая схема технологического процесса) и пресс-автоматах (вторая схема технологического процесса). Прутки и трубы разрезают также на токарных станках и механических пилах. Наиболее производительна и экономична отрезка заготовок в штампе. Себестоимость отрезки в штампе ниже в 4—5 раз по сравнению с разрезкой на дисковой пиле или токарном многошпиндельном станке, а по сравнению с резкой на других механических пилах или специализированном одношпиндельном станке — ниже в 5—б раз.