о 1/8 2/8 3/8 it/8D Рис. 48. Относительная интенсивность заполнения выпуклого рельефа ftp в зависимости от угла образующей конуса с основанием: ; - а = 0; 2 4 - а = 45°

а = I 5°; 3 - а = 30°;

диуса высота заполнения резко падает и уменьшается до нуля. При заготовке в виде конуса на первом этапе заполнение происходит в условиях, близких к сдвигу (т. е. к схеме с минимальным сопротивлением деформированию): = О, Og незначительно, г р, р и Р определяются площадью круга радиусом Гр,а не всей детали, т. е. D > 2гр. При дальнейшем движении пуансона вступают в действие и Og-, для заполнения рельефа в окрестности должно происходить перераспределение металла, заполнение резко замедляется, а по мере увеличения Га величины р, р и Р увеличиваются, достигая максимальной величины в момент 2лх = D. Наиболее оптимальный профиль рабочей части пуансона с заданным рельефом - сфера (выпуклость), которая выбирается с учетом упругого смятия.

Заметное (до 1,5-2 раз) увеличение интенсивности заполнения выпуклого рельефа может быть достигнуто повышением скорости деформирования вследствие перехода от статического воздействия (на гидравлическом и механическом прессах) к динамическому (на фрикциоушом прессе). При использовании машин динамического действия более сложный рельеф располагают со стороны движения ползуна.

Более сложное влияние оказывает трение. В целях избежания дефектов при рельефной чеканке в общем случае смазывание заготовки нежелательно. Попадание смазочного материал в углубления рельефа деформирующего инструмента вызывает увеличение шероховатости поверхности детали, а главное - препятствует образованию заданного рельефа и вызывает размытие рельефа в результате интенсификации скольжения металла относительно инструмента. Однако тонкий регламентированный слой смазочгуого материала повышает интенсивность заполнения на 20-25 %, не ухудшая показателей качества детали.

Если наиболее сложная часть рельефного изображения сосредоточена не в угентре детали, то целесообразно сместить соответственно и верншну выпуклости (сферы или конуса) Если ву>шуклость инструмента (или заготовки) превышает упругое смятие из-за сложности центрального рельефа, то это ухудшает заполияемость на периферии, а соответственно в этом случае располагать выпуклый рельеф большой высоты на периферии нежелательно. Если это необходимо, то предварительно профилируют заготовку, создавая на ее периферии утолщение, т. е. набирая металл во фланец. Среднее по площади давление рср вследствие набора металла во фланец уменьшается в 1,3-1,5 раза и более.

При изготовлении деталей с односторонним рельефным изображением, на оборотной стороне которых допустим оттиск изображения лицевой стороны, заполнение происходит главным образом в результате пластического изгиба в сочетании с выдавливанием, осадкой и протягиванием. При изготовлении деталей с относительно крупным и плавным рельефным изображением из алюминиевых и других сплавов с низким сопротивлением деформированию и небольшой толщины в качестве промежуточного контрштемпеля могут быть применены эластичные материалы, а также мягкие металлы (свинец, алуоминий, медь). Процесс в этом случае близок к формовке при листовой штамповке. При правильно подобранном рельефе контрпуансона, а также при использовании эласгич-

ных и мягких материалов давление р по сравнению с первым вариантом значительно меньше и в среднем составляет 0,8-2,0. Уменьшение толщины заготовки, как правило, не увеличивает, а снижает р.

При необходимости получения двухстороннего заданного рельефного изображения процесс в основном подобен процессу по первому вариаууту. Наложение выпуклого рельефного изображения с обеих сторон дополни-тельую затрудняет его заполнение, а рациональное совмещение рельефного выпуклого рельефного изображения с одной стороны и вогнутого рельефного изображения с другой стороны резко улучшает условия заполнения, а соответственно снижает величины р, р и Р.

При конструировании пуансонов в виде цилиндров во избежание продольного изгиба отношение их длины к диаметру пуансона должно быть h[,/dn > 1 и опорные поверхности не должны иметь отверстий й-тв > п-В случае необходимости отверстий на опорной поверхности больших диаметров конструирование осуществляют согласно рекомендациям, приведенным в параграфе 6.

8. ПРИМЕРЫ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ХОЛОДНОЙ

И ПОЛУГОРЯЧЕЙ ОБЬЕМНОЙ

ШТАМПОВКИ

Холодной объемной штамгуовке на прессах подвергают детали:

1) сплошные ступенчатые, с фланцами, с утолщениями в виде цилиндра, конуса и C(j)epbi (ступенчатые валы, пальцы поперечной рулевой тяги, пальцы с шаровой головкой и др.);

2) полые (с дном) и трубчатые, гладкие и ступеуучатые как по нарул<-ному, так и по внутрениему контуру (корпусы толкателя клапана, поршневые пальцы, детали типа ниппеля и др.);

3) полые многогранные с плоски.м торцом, полые с многогранником, переходящим в цилиндр, конус или сферу (гайки накидные и соедини-

тельные, гайки крепления колес автомобиля и др.);

4) ступенчатые, форма которых сочетает полость, фланец, многогранник (типа корпуса магнита, колпачко-вой ганки), коробчатые.

Технологические параметры, характеризующие штамповку шаровых пальцев большегрузных автомобилей, приведены в табл. 19, а графики при штамповке - на рис. 49; переходы при штамповке одного из наиболее крупных шаровых пальцев - на рис. 50. При заданных размерах в пуансоне и особенно в матрице возникают значительные распорные силы. При большой длине цельной вставки матрицы в ней возникают как продольные, так и поперечные трещины. Балдажиро-вания вставки и разделения вдоль по критическим зонам оказывается недостаточно. Несмотря на наличие пояска на торцах, по месту контакта вставок происходит затекание металла, что устраняется осевым подпором.

Маршрутная технология штамповки заготовок некоторых типовых деталей приведена в табл. 20.

На рис. 51, а-в представлены варианты переходов при штамповке корпусов толкателя клапана. Во всех случаях оформление фасонного дна поковки осуществляется на отдельной заключительной операции.

По схеме переходов, показанной на рис. 51, в, отрезка и калибровка заготовки осуществляется на автомате мод. 3723А; отжиг (надкритический сферондизирующий при температуре 750 °С и медленное охлалсдение с печью до 540 °С) заготовок - в электрических печах мод. Ц105Б. Оформление дна полости и высадка фланца могут быть осуществлены по схемам, приведенным на рис. 52. При оформлении фланца и дна детали (рис. 52, а) сила Р, действующая на нижний пуансон, больше, а величина П меньше, чем при штамповке по схеме 52, б, при которой для стали 35 в поверхностных слоях происходит разрушение и получение качественных заготовок не обеспечивается. По условиям автоматизации, в производственном процессе используется схема, приведетуая на рис. 52, в.

=§1

а: £

1 m >о

§g

tf в

О S а. Э-

3 ~ а. X ft 3

- 1 в- £

иявоиивхт

В1ГИ0 НВНЯ1ГБИ110МВ

о то 51

I .

о н

я м

и оа01гио

ООИВЛЦ СОХ gllhOpBd

н га г

R со *

со я

га CQ Е ю о Е

ииПвисЗоф -э au-DOU

екйофэ11 otf

иипви(1оф

-виаофз of

<и Ф с я

OJ щ S

га о

о о.

к га га

о о S

X S 5

га го го

CD 00

00 CD

S те (м

Ю га cq

1< S

3 п 3

П g РЯ

5 X S

о ю о о.

га о

S S S S §

и U X

2 о

>1

о

со эт

со -

со со

га га

g g

4 g °

5 S S I

3 3 я ш £ m CJ

c3j о Ш -i; S

S й S § ч s X s сз е

5-ёз§

m ra

ra

cf s

3 Я g о

<D о

ra Й о о

<D (U с

ti i 3 Ч ra I

ra Ш Д

20. Примеры маршрутной технологии холодной и полугорячей объемной штамповки

Продолжение табл. 20

Наименование и материал детали

Наружная гайка крепления заднего колеса, сталь 10 (рис. 53, б)

Гайка колпачковая, сталь 10 (рис. 53, в)

Деталь типа экрана, алюминиевый сплав АД1 (АДО) (рис. 55)

Корпус карданного подшипника, сталь ШХ15 (см. рис. 59)

Операция

Технологическая характеристика onepaHHf

Резка

Формообразование усеченных конусов Отжиг светлый Фосфатирование Полузакрытая прошивка

Калибровка

Пробивка отверстия Резка

Отжиг светлый

Фосфатирование

Калибровка

Обратное выдавливание

Калибровка фланца

Комбинированное выдавливание

Вырубка заготовки из полосы (рис. 56, а) Галтовка в барабане Обезжиривание

Отжиг

Обезжиривание

Нагрев и нанесение смазки

Обратное выдавливание (рис. 56, б) в штампе, показанном на рис. 57, а Обрезка стенок по высоте в размер (рис. 56, в) Пробивка отверстий в дне (рис. 56, г)

Отрезка и осадка заготовки на однопозиционном хо-лодновысадочном автомате (рис. 60, а) Отжиг

Полузакрытая осадка

(рис. 60)

Отжиг

р = 800 МПа; Р = 860 кН 740-760 °С; 3 ч

р = 2 ООО МПа, Р = 1 250 кН р = 800 МПа, Р = 800 кН

740- 760 °С; 3 ч

р = 1 ООО МПа; Р = 930 кН

р = 1 830 МПа; Р = 480 кН

р = 840 МПа; Р = 430 кН

р = 1 830 МПа; Р = 480 кН

60-70 °С (мыльный раствор 0,5 кг мыла на 10 л НО)

450 °С, 1-2 ч

50-80°С; смазочный материал: цилиндровое масло, натуральный воск (1 : 1) р = 500 МПа

НВ г=с 185

р = 1 500 МПа

НВ < 185

Продолжение табл. 20

Наименование и материал детали

Операция

Технологическая характеристика операций

Корпус карданного подшипника, сталь ШХ15 (рис. 61)

Детали типа муфт, алюминиевый сплав Д16 (рис. 64, а)

Толкатель тракторного двигателя, сталь 45Х (см. рис. 65, в)

Фосфатирование Обратное выдавливание полости (рис. 60, в) Отжиг

Фосфатирование

Вытяжка с утонением

(рис. 60, г)

Калибровка (рис. 60, д)

Отрезка заготовки в штампе (рис. 62, а) Полузакрытая осадка (калибровка) (рис. 62, б) Отжиг

Фосфатирование Двухстороннее выдавливание полости (рис. 62, в) Разрезка на токарном автомате (рис. 62, г)

Получение исходной цилиндрической заготовки отрезкой на токарном автомате или в штампе для точной отрезки Отжиг заготовок, анодирование и нанесение смазочного материала Обратное выдавливание двухступенчатым пуансоном

Обработка на токарном автомате

Отрезка заготовок в штампе (рис. 65, а) Галтовка в барабане Смазывание Нагрев индукционный Полугорячее выдавливание (рис. 65, б) (первый переход) в штампе (рис. 66, а) Нагрев донной части заготовки первого перехода Высадка фланца и фасонирование дна полости (рис. 65, в) в штампе по (рис. 66, б)

6=0,45; р= 2 000-4- 2 200 МПа НВ < 185

е< 0,4; р = 1 ООО МПа р = 1 800 МПа

р = 1 500 МПа НВ < 185

е < 0,6; р = 2 ООО МПа

Смазочный материал - технический животный жир

Схема штампа по рис. 63 р = 1 300- 1 400 МПа

750 °С

р = 800-ь900 МПа 750 °С

р = 650-7-750 МПа