Для исключения дефектов, образующихся при сближении очагов деформации, процесс двустороннего выдавливания приоста. Зависимость числа циклов Л/ на* гружения пуансона для обратного выдавливания полости до разрушения от среднего удельного усилия устанавливают, и тогда возможно по-2000 лучить перемычку, обычную для обратного выдавливания Двустороннее выдавливание позволяет сократить в два раза длину рабочей части пуансона при сокращении удельного усилия на 20 %. Сокращение длины рабочей части пуансона при уменьшении удельных усилий позволяет сократить износ инструмента, а также получать полые заготовки из сталей с более высоким сопротивлением деформированию. В некоторых случаях полости с обеих сторон получают последовательным обратным выдавливанием с кантовкой заготовки, что может считаться целесообразным при многопозиционной штамповке и наличии кантующего устройства. Главный фактор, влияющий на технико-экономические показатели производства полых деталей, — стойкость инструмента, т. е. максимально допустимая деформация ограничена значением правой части уравнения технологической деформируемости. Поэтому оптимизации условий работы пуансона уделяют особое внимание. Допустимое среднее удельное усилие по условиям усталости составляет для пуансона из лучших штамповых сталей типа Р6М5 2300—2500 МПа, и на ближайшую перспективу можно ожидать увеличения не более чем до 3000 МПа. Предельные по усталости пуансонов значения с фактическими удельными усилиями при выдавливании полости приведены на рис. 2.28. Кривую на рис. 2.33 и поле, которое она ограничивает, можно разделить на три основные области: / — штамповка неэффективна по экономической стойкости пуансона (выход из строя из-за разрушения); II — штамповка эффективна, но применение ее ограничено стойкостью пуансона до разрушения; III —штамповка эффективна, но слабо ограничена стойкостью инструмента по усилию. Если в результате применения обычного или оптимизированного режима РТО или управления кинематикой течения металла (выдавливание с плавающей матрицей, с активными силами трения, с приложением противонатяжения и т. п.) точка Аг области совместится с точкой Аг области, то будут расширены технологические возможности процесса (переход к более сложному по форме изделию, к более прочному материалу). Как показывает анализ (см. рис. 2.33), снижение среднего удельного усилия в области II на 10 % дает увеличение числа циклов работы пуансона в среднем на 30—40 тыс. нагружений (ударов). Следовательно, переход из точки Л2 в точку Az внутри области II должен значительно повысить эффективность процесса. Переход точки А из области II (Л3) в область III (Л4) и ее движение вниз по кривой, безусловно, увеличивает число циклов, которое пуансон способен выдержать без разрушения. Но это увеличение не столь относительно велико. Полученная абсолютная стойкость пуансона может быть меньше по износу и другим видам выхода пуансона из строя. Если такое повышение стойкости связано с усложнением процесса (увеличением длительности технологического цикла, применением более сложной оснастки и специализированного оборудования), то необходимо уточнение технологии на основании технико-экономического расчета и сравнительного анализа левой и правой частей уравнения технологической деформируемости. Сложные по форме детали, имеющие полость, можно получать комбинированием обратного выдавливания (получение полости) с прямым выдавливанием, редуцированием, высадкой и другими процессами (получение других частей детали как сплошных, так и полых). При комбинированных процессах снижается число переходов (увеличивается производительность) по сравнению с простыми процессами,
При штамповке полых многогранных деталей вызывает затруднение четкое оформление ребра по всей заданной высоте, особенно перехода многогранника к плоскому торцу. Наиболее часто для штамповки таких деталей используют цилиндрическую заготовку, отрезанную от прутка или проволоки. Однако при этом полного заполнения углов матрицы при одно и двусторонней прошивке не достигается. Не заполнение зависит от соотношения размеров детали: размера под ключ 5, диаметра полости и высоты многогранника h, диаметра заготовки d0 ж S — 0,2. При отношении < 1,25 не заполнение невелико и может быть устранено чеканкой с относительно малыми удельными усилиями либо подрезкой торцов с небольшими отходами в стружку. При больших соотношениях для получения детали заданной формы и размеров значительное улучшение условий заполнения углов достигается при использовании вместо цилиндрических заготовок фасонных, сочетающих цилиндр с усеченным конусом (или конусами).
Заполнение углов улучшается с увеличением угла образующей конуса с большим основанием угла а и соответственно объема усеченного конуса, а также отношения числа граней. Наиболее целесообразно угол а принимать равным 30—45°. При дальнейшем увеличении этого угла сильно повышается неравномерность деформации (на свободной поверхности изделия заметны дефекты, вызванные недостаточной продольной устойчивостью) и увеличивается объем фаски, что может привести к необходимости калибрования или подрезки торца с повышенным расходом металла. Величину а следует принимать больше 45° в тех случаях, если многогранник переходит в сферу, конус и т. д. В этом случае одновременно с заполнением углов многогранника осуществляется дополнительный набор металла, при этом угол а = 50—52° предпочтителен. В этом случае при штамповке (в пределах заполняемости) одновременно с гранями образуется поверхность, весьма близкая по форме к сфере диаметром, равным S. Фасонная заготовка принимается в виде цилиндра с двумя усеченными конусами: один для заполнения углов многогранника (а = 30-~-45°), другой для заполнения сферической или конусной части полости матрицы (а Щ 40-т-60о).
К наиболее распространенным деталям, конструктивным элементом которых является многогранник (обычно шестигранник), относятся болты, стандартные гайки простой формы и гайки специального назначения (накидные гайки, гайки крепления колес грузовых автомобилей и др.) Штамповка таких деталей при серийном и массовом выпуске осуществляется на многопозиционных автоматах при размере многогранника «под ключ» S до 25—30 мм и больших размерах — на механических прессах. При изготовлении болтов многогранную головку получают по трем основным схемам: открытая высадка круглого фланца с последующей обрезкой граней; образование многогранной головки, совмещаемое с образованием полости; набор металла в усеченный конус и образование многогранной головки. Вторую и третью схему иногда совмещают.
Во всех случаях участок стержня болта для последующей накатки резьбы получают редуцированием.; При массовом производстве накатку резьбы осуществляют на накатном устройстве, входящем в состав автомата. Фаску получают либо при штамповке, либо с помощью вращающихся резцовых головок, встраиваемых в автомат. Первый метод не связан с потерей металла, но удорожает штамповочный инструмент и обычно удлиняет технологический цикл штамповки. Второй метод обеспечивает значительно более высокое качество и особенно предпочтителен для крепежных деталей повышенного качества из сталей повышенной прочности. Примеры типовых процессов штамповки болтов на автоматах приведены на рис. 2.34, 2.35, технологические параметры процессов даны в табл. 2.1.
Переходы при штамповке на многопозиционных автоматах стандартной гайки показаны на рис. 2.36, накидной гайки — на рис. 2.37, технологические параметры процесса штамповки накидной гайки—в табл. 2.1. Особенность процесса штамповки накидной гайки — кантовка заготовки на 180° при переносе со второй на третью позицию.
