Принципы построения режимов деформирования
Развитие процессов ОМД
Равномерность растяжения
Характеристика слитков
Понятие крупного слитка
Факторы режима деформирования
Напряженно-деформированное состояние
Повышение эффективности
Рационализация кузнечного слитка
Отработка режимов обжатия
Заданные тепловые поля
Площадь поверхности
Режимы нагрева и охлаждения металла
Тепловые режимы
Производство поковок из слитков
Проработка торцовых зон
Технологические и деформационные параметры бойков
Процесс ковки полых поковок
Экспериментальное деформирование
Очаг деформации
Особенности ковки трех лепесткового слитка
Заготовки
Деформационный эффект бойков
Производство заготовок для машиностроения
Технологии ОМД
Производство заготовок валов
Схема течения металла
Производство кольцевых заготовок
Полу горячая штамповка
Производство дисков и пластин
Производство труб
Процессы деформирования металлов
Технология жидкой штамповки
Жидкая штамповка
Подготовка исходных материалов для штамповки
Отрезка заготовок
Пробивка отверстий
Инструментальная оснастка
Отрезка заготовок из пруткового материала
Скорости движения
Штампы повышенной точности
Обработка металлов давлением в холодном состоянии
Предварительная подготовка заготовок
Холодная объемная обработка металлов давлением
Холодная объемная штамповка
Расчет технологических параметров
Гидродинамическая обработка
Глубокая вытяжка
Ротационная вытяжка
Гидровзрывное формообразование
Повышения безопасности формообразования
Трение
Опыты на стальных образцах

Полу горячая штамповка

Полу горячую штамповку осуществляют при 300—800 °С. Кольца подшипников производят на четырехпозиционном прессе. Иногда применяют холодную штамповку и комбинацию полугорячей и холодной штамповки. Часто наружное и внутреннее кольцо выполняют в одной поковке. Полугорячей штамповкой изготовляют кольца диаметром 50—100 мм. Средняя производительность при полугорячей штамповке колец с наружным диаметром 52 мм на прессе усилием 6,3 МН — 20 шт. в минуту, Максимальная производительность 40 шт. в минуту; стойкость штампов при этом снижается на 50 %. Разделение колец производят на прошивном прессе. Отход составляет 12—13 % массы заготовки (в основном за счет прошивки). Холодную штамповку колец производят на нескольких прессах или на одном прессе, выполняющем две и более операций. После штамповки и прошивки заготовки отжигают. Стойкость пуансона 10—12 тыс. заготовок. Кольца наружным диаметром 70 мм штампуют в холодном состоянии на прессе усилием 8МН с производительностью 15 парных заготовок в минуту. Отход в среднем составляет 8 % при прошивке и 5 % при разделении поковок колец. Комбинирование холодной и полугорячей штамповки позволяет объединить их достоинства. В американском автомобилестроении наметилась тенденция отказа от горячей объемной штамповки из-за высокой стоимости материалов и электроэнергии. При производстве конических полу осевых шестерен заготовку сначала выдавливают в холодном состоянии, а потом подвергают полугорячей высадке. В производстве конических шестерен таким же способом получили поковку массой 0,82 кг, в то время как при горячей штамповке масса поковки была равна 1,54 кг. При изготовлении зубчатых колес всех типоразмеров комбинированной холодной и полугор я чей штамповкой годовая экономия металла составляет 3 тыс. т стали [15]. Штамповка с обкатыванием требует лишь 10—20 % усилия, необходимого для изготовления поковок обычной штамповкой. Продолжительность изготовления поковки средней сложности 12 с. В случае больших деформаций и при твердости металла HRC 32 и более применяют нагрев заготовок до 650—750 °С. На прессах для штамповки с обкатыванием выполняют прямое и обратное выдавливание, а также операции с горизонтальным смещением металла. В производстве полых и зубчатых заготовок все большее распространение получают горизонтальные горячевысадочные автоматы. Производительность полых заготовок составляет 150 шт. в минуту, а производительность шестерен — 70 шт. в минуту. Это в 6 раз больше, чем на вертикальном кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП) с ручным обслуживанием, и в 3,5 раза больше, чем на автоматизированном КГШП. Отходы получаются только при прошивке, штамповка производится без заусенца с минимальными штамповочными уклонами или без уклонов, что дает экономию металла 20 % по сравнению с обычной штамповкой. В результате кратковременного контакта нагретой заготовки с инструментом и его охлаждения стойкость штампов выше, чем при обычной горячей штамповке.
 Вследствие высокой стоимости автоматов серии поковок должны быть достаточно большими. Однако возможность быстрой и легкой переналадки позволяет несколько уменьшить серии, при которых производство остается рентабельным: для малых автоматов 72 000 шт. за 8 ч, для больших 20 000 шт. Одно из направлений увеличения производительности труда и снижения расхода металла — штамповка комплектных поковок на многопозиционных прессах-автоматах, когда за один ход получают два кольцевых элемента со сквозными отверстиями. По принципу сочетания операций формоизменения и разделения различают две группы процессов комплектной штамповки. Первая группа — все формоизменяющие и разделительные операции выполняют отдельно на разных позициях пресса: вторая группа — когда на отдельных позициях совмещают операции разделения и формовки На 1 ГПЗ штамповку поковок массой 0,8—1,6 кг осуществляют на четырехпозиционном прессе-автомате при 70 ходах пресса в минуту. Штамповка трех кольцевых поковок (один комплект) за один ход пресс-автомата дала годовую экономию около 360 т шарикоподшипниковой стали. Раскатка колец. Толстостенные кольцевые заготовки большого диаметра получают ковкой на молотах или прессах с использованием в качестве оснастки бойков и оправок. Кольцевые заготовки диаметром более 2000 мм изготовляют в основном прямоугольного сечения, и отходы металла при последующей механической обработке для получения тонкостенных профильных кольцевых деталей достигают 70 %, а коэффициент использования металла нередко бывает в пределах 0,05—0,1. Для лучшего использования металла заготовок разработана технология раскатки колец на профильных оправках [41]. На поверхности водоохлаждаемой оправки выполнены два ручья. В первом ручье делают предварительную раскатку кольцевой заготовки прямоугольного сечения, во втором — окончательную раскатку до поковочных размеров и профиля по внутреннему диаметру кольца. Таким способом отковали заготовку из слитка массой 33 т из вакуумированной стали на прессе усилием 60 МН. Нагретую в пламенной печи полую заготовку обжимали на оправке в первом ручье на 20—25 мм за первый оборот и на 35—40 мм за последующие обороты, во втором ручье — на 45—50 мм. В процессе раскатки в начальный период деформирования происходит интенсивное заполнение ручьев оправки, а затем деформация в тангенциальном направлении. По окончании ковки установлено соответствие всех размеров поковки чертежу и механических свойств заданным. Норму расхода металла на одном кольце удается снизить на 6—6,5 т и резко уменьшить трудоемкость последующей механической обработки детали. Конические кольца получают ковкой цилиндрической заготовки на конической оправке. Если величина конусности не превышает 1,5°, то деформирование можно произвести при охлаждении нагретой заготовки, плотно посаженной на оправку, без применения дополнительных внешних усилий. Интересен способ получения колец диаметром до 1000 мм, шириной 120 мм и конусностью 12° из титанового листа толщиной 6 мм, отформованного за одну операцию. Бандажи колес железнодорожных вагонов составляют большую группу кольцевых деталей в машиностроении. Штамповка и раскатка — основные процессы ОМД для этого типа деталей. На прессе кольца бандажей куют в подкладных штампах за пять операций. Заготовку, представляющую собой часть слитка, устанавливают на плоский нижний боек и производят закрытую осадку верхним штампом в виде усеченного конуса с фланцем у нижнего основания (первая операция). На второй операции заготовку осаживают с образованием в ее верхней части неглубокой наметки под прошивку. Перед третьей операцией заготовку поворачивают на 180°. Нижний штамп для третьей операции имеет выступ в форме усеченного конуса; выступ верхнего штампа образует наметку под подшивку. На четвертой операции верхним прошивнем образуют отверстие, на пятой — прошивают перемычку и калибруют бандаж по высоте. В сочетании с раскаткой кольца бандажей изготовляют таким образом: из заготовки куют диск, высота которого в 2 раза больше высоты обода. Затем диск прошивают. Полученное кольцо раскатывают на раскатной машине, а затем разрезают на два обода.
 Профильные кольца с наибольшей эффективностью использования металла получают раскаткой в матрицах; деформирование производят роликом (валком), установленным внутри кольцевой заготовки и имеющим радиальное перемещение. Специалистами разработан способ раскатки, по которому формовку внутреннего профиля осуществляют после формовки наружного профиля кольца в матрице. При этом угол наклона оси ролика к оси матрицы поддерживают постоянным и большим на 5—10° угла наклона образующей матрицы к ее оси. Такой процесс отличается высокой устойчивостью заготовки при деформировании и позволяет значительно повысить точность поковки. Экономия металла в пересчете на 1000 деталей составляет около 4 т.
 В отдельных случаях калибры выполняют также и на торцовом участке матрицы. Производят сначала обжатие заготовки для получения внутреннего и наружного профилей, после чего деформируют фланцевый участок кольца, выступающий за край матрицы. При этом может быть два-три перехода с переустановкой заготовки.
 С целью повышения точности размеров кольцевой поковки, ввиду невозможности определения размеров заготовки расчетным путем, операции раскатки разделяют на предварительные и окончательные с введением одной или нескольких промежуточных осадок для получения нужной высоты кольца. При свободной ковке операции промежуточных осадок кольцевых заготовок почти всегда обязательны.
 При ковке полой поковки массой 132т. из слитка массой 242т. требовалось учесть ограничение габаритных размеров кольца (диаметр не более 4400 мм), накладываемое размерами рабочего пространства нагревательной печи. Кроме того, встретились трудности по извлечению окончательно раскатанной поковки из-под пресса, а также во время промежуточных осадок. Чтобы избежать операции осадки, предложено раскатывать кольцевую заготовку в специальных устройствах, ограничивающих ее высоту. На существующем универсальном прессовом оборудовании получают поковки обечаек наружным диаметром 6000 мм и высотой до 3000 мм. Для колец с большими размерами необходимы универсальные прессы с большей открытой высотой или специализированные прессы. В СССР спроектирован специализированный пресс с П-образной станиной, в окнах которой размещают оправку. Усилие пресса 60 МН, конструкция станины позволяет механизировать процесс раскатки и смену инструмента. На таком прессе можно получить поковки диаметром до 7000 мм и высотой до 3000 мм.
 Когда открытая высота пресса недостаточна, крупногабаритные кольца получают ковано-сварными: куют поковки прямоугольного сечения, подвергают их гибке, а затем сваривают из двух и более частей, после чего обрабатывают на станках или применяют раскатку цельных колец вне зоны пресса; кольцевую заготовку устанавливают в горизонтальном положении на приспособлении, расположенном рядом с прессом, а деформирование осуществляют бойком, перемещающимся в горизонтальной плоскости с клиновым приводом от верхней траверсы пресса. Во всех случаях экономическая целесообразность применения раскатки оправдана высоким качеством металла поковок, обеспечивающим повышенные эксплуатационные характеристики деталей.




 
Яндекс.Метрика