Усилие штамповки в открытых штампах определено выше для периода доштамповки, когда излишек металла вытекает в заусенец при уже полностью оформленной поковке. При штамповке в обычный текст данного параграфа любезно предоставил закрытых штампах доштамповка отсутствует, и процесс заканчивается, как только заполнена полость ручья, причем в последнюю очередь углы. Отсюда следует, что необходимое усилие для осуществления нормального процесса при штамповке в закрытых штампах меньше, чем при штамповке в открытых штампах. Большое влияние на величину усилия оказывают радиусы закругления г в углах и несоответствие объемов деформируемого металла и ручья (избыток металла в заготовке). Как теоретически и экспериментально доказали Л. И. Живов и А. 3. Журавлев, о уменьшением величины радиуса г значительно растет необходимое удельное усилие, обеспечивающее заполнение углов. Это усилие зависит также от сложности формы поковки, от характера заполнения полости (осаживанием или вдавливанием), от количества полостей с наличием входящих углов. Начало изучению этих вопросов положил А. В. Ребельский. Силовые условия штамповки осаживанием в закрытых осесимметричных штампах, если после оформления закругления в углу наиболее труднодоступного участка действие внешней силы прекращается. Для этого случая величина удельного усилия следующая: где г, — радиус закругления поковки у пуансона; d — диаметр поковки; Нп — высота поковки; \pas = 2,07as — контактное напряжение в точке А при максимальном трении. В процессе заполнения угла в зоне пуансона обычно заполняется и угол у дна матрицы. В результате сдвига деформируемого металла относительно стенок матрицы возникает трение, и удельное усилие на подвижном пуансоне увеличивается расстояние вдоль стенки от соответствующего угла до рассматриваемой точки. На стенках существует раздел течения металла в углы. В точке раздела трение равно нулю, а нормальное напряжение максимально. Формулы (7.87) позволят построить эпюру нормальных напряжений на стенке закрытого ручья при заполнении углов и определить боковое усилие. Усилие штамповки в закрытых штампах начинает резко возрастать, если действие внешней силы продолжается после заполнения полости штампа, и металл начинает затекать в узкий зазор между пуансоном и матрицей, образуя быстро охлаждающийся торцовый заусенец. С целью уменьшения трения в торцовой щели иногда на пуансоне делают узкий поясок. В этом случае можно считать, что трение в зазоре между пуансоном и матрицей близко к нулю. Тогда удельное усилие при штамповке высоких поковок 0,2 равно. Из формулы (7.88а) видно, что удельное усилие постоянно и зависит только от величины зазора. Если область пластической деформации распространяется на всю высоту поковки <0,2V то удельное усилие равно В этом случае шестой член в скобках показывает рост усилия с уменьшением высоты поковки.
Если ручей имеет уклоны, то в процессе штамповки боковые поверхности в зазоре сближаются. Тогда кроме увеличения длины торцового заусенца происходит уменьшение его толщины. Образующийся тонкий торцовый заусенец, преодолевающий трение в зазоре, и приводит к быстрому разрушению штампов. При штамповке на гидравлическом прессе возможно установить регулировочный предохранительный клапан на усилие, требуемое для штамповки данной поковки. Кривошипный пресс в случае преувеличенного объема заготовки будет работать «в распор», и возможна даже его поломка. Для обеспечения безопасной работы кривошипного пресса применяют два способа. Первый заключается в том, что в штампе предусматривают магазин (компенсатор) для принятия излишнего материала в заготовке. Другой способ состоит в применении пресса такой жесткости (податливости), чтобы колебание высоты поковки находилось в пределах безопасно допустимых упругих деформаций пресса. Однако в этом случае требуется кривошипный пресо с повышенным номинальным усилием [23]. При штамповке в закрытых штампах на молоте трудно установить момент заполнения полости и возможно нанесение лишних ударов, что сопровождается резким увеличением усилий и напряжений в металле штампа в тем большей степени, чем больше масва падающих частей молота. Поэтому А. 3. Журавлев рекомендует ограничивать последнюю пределами, где G — масса падающих частей молота, кг; Fn — площадь проекции поковки, см2 1231.