Номенклатура деталей как по штампуемости материала, так и по форме и размерам, при штамповке на прессах по сравнению с автоматами значительно расширяется. Обеспечивается возможность штамповки деталей из сталей с повышенной прочностью (стали 35, 45, 40Х и др.), значительно большими размерами по диаметру (до 100 мм и более) и длине до 1 м и более. При многопозиционной штамповке на прессе по сравнению с однопозиционной штамповкой обеспечиваются более высокие показатели механизации процесса, производительности, отсутствует резкое ограничение числа операций. При конструировании многопозиционных штампов обычно предусматривают наличие позиций для дополнительного смазывания заготовки по переходам. Таким образом, многопозиционная холодная объемная штамповка на прессах сочетает универсальность, маневренность и высокие показатели механизации, автоматизации, а соответственно и высокую производительность.
Штамповка на автоматах также может быть однопозиционная и многопозиционная. Однопозиционные автоматы имеют позицию отрезки и одну штамповочную позицию. Их применяют для получения простых по форме заготовок и деталей (как правило, высадкой), а также для получения калиброванных или калиброванных и фасонированных заготовок для последующей одно или многопозиционной штамповки на прессах.
Многопозиционные автоматы имеют позицию отрезки и несколько штамповочных позиций (обычно от трех до пяти) и служат для изготовления относительно сложных по форме деталей с максимальным размером поперечного сечения до 35—40 мм. Особенности процесса штамповки на автоматах:
автоматизация процесса обеспечивает повышение производительности по сравнению с обработкой резанием на автоматах до 10—15 раз и в отдельных случаях (гайки крепления сдвоенных колес грузовых автомобилей и др.) до 80—100 раз; возможность дозирования объема заготовки вследствие под наладки отрезного устройства, а соответственно возможность стабилизации условий работы инструмента на штамповочных позициях;
возможность и простота оснащения автомата устройства для проведения дополнительных операций методами пластической деформации и обработки резанием, для образования элементов конструкций деталей, которые не могут быть получены или их нецелесообразно получать на штамповочных позициях автомата (накатка резьбы, подрезка торцов, обкатка и др.). Дополнительные устройства позволяют не только получать заготовки, не требующие дальнейших формообразующих операций, но и осуществлять типовые сборочные операции (установка пружин, запрессовка пластмассовых втулок и т. целесообразно не сокращать число операций формоизменения, как при штамповке на прессе, а разбивать процесс формоизменения по сечению и последовательно по длине, чтобы улучшить условия работы инструмента.. Форма заготовки после каждой формоизменяющей операции должна обеспечить надежность захвата механизмом переноса и подачи на следующую позицию. При проектировании технологического процесса необходимо использовать результаты исследований, передовой производственный опыт, руководящие технические материалы и методические рекомендации проектных и научно-исследовательских организаций. Определение силовых и энергетических параметров процесса холодной объемной штамповки. Экспериментальный метод—наиболее точный и надежный метод определения силовых и энергетических параметров процесса холодной объемной штамповки. Используя современную тензометрическую аппаратуру, определяют зависимость технологического усилия от хода пуансона (хода ползуна пресса). При силовых расчетах подкладных плит и других несущих механические нагрузки конструктивных элементов штампа используют значение максимальных усилий. Поскольку закон движения пуансона аналогичен закону движения во времени ползуна пресса, а закон движения ползуна определяется конструкцией пресса, то диаграмма Р — /р может рассматриваться в необходимых случаях как Р— f, где /п — ход пуансона (рабочий ход ползуна); t — время деформирования. График изменения технологического усилия накладывают на график допустимых усилий пресса по ходу ползуна. Во время деформирования график технологического усилия должен лежать ниже, чем силовой график пресса. На рис. 2,27, а показан график изменения технологического усилия при обратном выдавливании / и максимально допустимых усилий кривошипного пресса 2. Хотя пресс может развивать максимальное усилие значительно большее, чем максимальное усилие при выдавливании, данный пресс для выполнения этой операции не пригоден. Необходимо выбрать либо пресс значительно большой мощности (что надо полагать нецелесообразно), либо специализированный пресс для холодного выдавливания, как показано на рис. 2.27, б, с силовой характеристикой соответствующей технологии. При создании нового участка, цеха завода не следует ориентироваться на графики существующего оборудования. Необходимо задавать технологический график, по которому конструкторы и должны создавать новое, отвечающее современным требованиям оборудование. Кроме того, необходимо проверить энергетическое соответствие технологии и оборудования. Для этого надо определить работу деформации площадь Р — I. Площадь графика может быть определена планиметром. Однако более просто и надежно, но не менее точно, площадь его можно определить следующим образом. Наносят в достаточно большом масштабе график на миллиметровку. Далее вырезают ножницами квадрат или прямоугольник, взвешивают на аналитических весах и определяют массу на 1 мм*. Затем вырезают фигуру, характеризующую работу деформации, взвешивают ее, и определяют площадь. В проектных организациях весьма часто пользуются коэффициентом незаполнения диаграммы Я: где F —площадь графика Я; Я — площадь прямоугольника Я» X/р. Работа деформации должна быть меньше, чем развиваемая машиной энергия за время деформации. На основании графика Я — I находят максимальное за время деформации среднее удельное усилие р с р — главную технологическую характеристику процесса, определяющую стойкость инструмента. При осадке, высадке и их разновидностях площадь давления F™ по мере деформации возрастает и определяется поперечными размерами внешнего контура контактной поверхности. Конкретное значение Fд определяется из условий непроницаемости и постоянства объема на основании геометрических расчетов. В рассмотренных процессах выдавливания площадь давления постоянна во времени и равна проекции площади давления пуансона на плоскость, перпендикулярную оси пуансона. Полученные значения сравнивают со справочными данными на допустимые удельные усилия для данного вида инструмента. Наибольшую информацию дает кривая зависимости числа циклов N (числа ударов) от удельного усилия р ср . Если экспериментальные кривые зависимости Р — / отсутствуют, то определение силовых и энергетических характеристик проводят расчетным путем. Расчет ведут с помощью номограмм и зависимостей средних удельных усилий от условий штамповки, простейших экспериментальных соотношений, а также уравнений, выведенных методами теоретического анализа. Номограммы, графики и экспериментальные соотношения, приводимые в справочной литературе, базируются на обобщении данных большего числа экспериментальных исследований как в СССР, так и за рубежом. Эти же данные в определенной мере служат критерием достоверности теоретических решений. Поэтому они и должны быть в основе технологических расчетов. Однако эти справочные данные характерны для рекомендуемых в производстве профилей инструмента. Они, как правило, недостаточны для оптимизации процесса по какому-либо критерию, для анализа процессов. В рамках выходящих за пределы стереотипных решений необходимо использовать уравнения, полученные при теоретическом анализе. В наиболее общем виде эти уравнения представлены в работах А. Г. Овчинникова. Независимо от выбранного расчетного пути вначале определяют максимальное среднее удельное усилие или среднее удельное усилие в некоторых характерных точках. По полученным данным строят приближенную зависимость Я—е. Далее расчет ведут так же, как и при экспериментальном методе. Рассмотрим основанную на анализе экспериментальных данных и теоретических уравнений простейшую схему расчета р ср . В общем случае, как указывалось, рср = яст5, или р — Pcp/S == па. Величина 5 определяется по кривым упрочнения, приводимым в справочной литературе.
