Рис. 5. Штамп двустороннего редуцирования на универсальном гидравлическом прессе

не только горизонтальные перемещения, но и движения вверх-вниз. Для удаления деталей из матриц на каждой позиции предусмотрены выталкиватели 10. Наибольший ход ползуна пресса равен 600 мм, рабочая скорость ползуна 40 мм/с.

Деформация при формообразовании шлицев редуцированием изменяется не только вдоль оси заготовки, но и в поперечном ее сечении на коническом шлицевом участке матрицы в соответствии с числом и формой шлицев (рис. 7). Процесс деформации складывается из предварительного обжатия цилиндрической заготовки на участке /, формообразования шлицев иа участке 2, калибровки шлицев на участке 3. При редуцировании в матрице без приемной части на заготовке у входа в очаг деформации наблюдается некоторое увеличение диаметра.

Общие требования к заготовкам, подготовке их поверхности при редуцировании на валах шлинев остаются теми же, что и при формообразовании

рис. е. схема специализированного гидравлического пресса для редуцирования (ЭИИКМАШ)

цилиндрических деталей. В зависимости от формы детали, на которой необходимо образовать шлицы, исходные заготовки могут быть ступенчатыми или с прямолинейной образующей.

При изготовлении шлицев на шейке вала, которой предшествует шейка меньшего диаметра, примерно равного внутреннему диаметру шлицев, переход от меньшего к большему диаметру шейки следует выполнять по конусу, образующая которого наклонена к оси под углом не более 45°, либо по ра -диусу Р > (dg - с(в)/2. При несоблюдении данного условия в месте перехода могут образоваться трещины. В случае, если шейка со шлицами является крайней, желательно наличие фаски на торце заготовки, расположенной под углом к оси не более 45° и равной по высоте шлицам, что улучшает условия формообразования последних в начальный период.

Профиль калибрующей части матрицы соответствует числу и профилю образуемых шлицев: прямобочных, эвольвентных, трапецеидальных, треугольных. Угол конусной части матрицы 2а выбирают не только для осуществления процесса при минимальной силе, но и для обеспечения удовлетворительного качества шлицев. Оптимальный угол 2а в зависимости от коэффициента трения (\i = = 0,05-=-0,20), деформации (ботн = = 0,05-7-0,22), числа шлицев (пщ = = 6-т-20) находится в пределах 10- 32°. Меньшие значения углов 2а соответствуют меньшим коэффициенту трения, деформации и числу шлицев.

При редуцировании прямобочных шлицев оптимальный угол для приведенной деформации определяют по приближенной формуле

2а 10° Ч-0,6 (100-Ь пш) 8отн-

, При малых значениях угла (2а 20°) наружный диаметр шлицев вала может отличаться от заданного ввиду иезаполнения металлом рабочей полости матрицы. Удовлетворительное качество шлицев получается при 20° 2а 40°.

При редуцировании прямобочных шлицев с относительно небольшой высотой зуба (djj - в)/Ь<5 1 (где

Рис. 7. Очаг Деформации и изменение деформации в поперечном сечении заготовки при редуцировании шлицев

и de - наружный и внутренний диаметры шлицев; b - толщина шлицев) заполнение полости матрицы по наружному диаметру шлицев обеспечивается при меньших значениях угла 2а. В этом случае для уменьшения силы редуцирования следует принимать 20° < 2а < 30°.

Прн редуцировании прямобочных шлицев с (н -е)/*>1, а также эвольвентных и треугольных с целью получения заданного наружного диаметра используют соотношение 30° < 2а < 40°.

При определении остальных элементов конструкции матрицы следует руководствоваться данными, приведенными в гл. 3.

В общем случае сила редуцирования шлицев

Р = pFb.

где р

= 40то(о,1

do - (

dj - di

4 - 4 2af3

+ а,з (0,19i2apm + l,l,i);

Рш - периметр шлицев; <т; .р =

стз - среднее сопротивление

деформирования на участке 2; <7j,3 - предел текучести упрочненного металла; Fs - площадь поперечного сечения шлицевой шейки вала; - центральный угол сектора зоны / в конце участка 2, рад; Рд - площадь контакта на калибрующем участке матрицы.

Шлицы, образованные редуцированием в жестких конических матрицах, имеют точность 6-8-го квалитета.

При редуцировании прямобочных шлицев по наружному диаметру у их края образуется незаполиение углов до 0,3 мм, что устраняют шлифованием после термической обработки валов.

Длина редуцируемого шлнцевого участка ограничивается обычно /ц, = = 34 вследствие увеличения искривления оси вала при больших длинах.

2. ВЫДАВЛИВАНИЕ ПОЛОСТЕЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ

ОСНАСТКИ

Технологический процесс холодного выдавливания штампового инструмента осуществляется несколькими способами, выбор которых Зависит от конфигурации и размеров полостей, подлежащих выдавливанию, типа и

Ejjc. 8. пакет-штамп для цилиндрических ваготовок

Рис. 9. Пакет-штамп для конических заготовок:

1 - мастер-пуансон; 2 - направляющее кольцо; 3 - обойма; 4 - заготовка; 5 - нижняя плита; 6 - приемное кольцо

основных параметров гидропрессового оборудования, конструкции матрицы (штампа), требуемой точности размеров и шероховатости поверхности, числа матриц, подлежащих изготовлению, и т. п.

В пакете-штампе (рис. 8) мастер-пуансон / вдаливается в цилиндрическую заготовку 2; в процессе выдавливания полости исключается течение металла заготовки в радиальном направлении, обеспечивается шероховатость поверхности Ra - 0,8-н1,6 мкм.

Для облегчения выпрессовки заготовки 2 после выдавливания полости служит коническое кольцо 5, состоящее из трех секций.

С целью снижения силы выдавливания в нижней плите 5 пакета-штампа установлено цилиндрическое кольцо-приемник 4, в который перемещается часть металла заготовки. С помощью этого кольца можно получить сложные формообразующие полости матриц пресс-форм значительной глубины; сила выдавливания при этом уменьшается на 10-15 %. В нижней плите пакета-штампа для удобства последующей обработки резанием поверхности выдавленной Заготовки предусмотрено место для установки приемного кольца с запрессованным центром. Выдавливание полости в заготовке, помещенной в коническую обойму, применяют для изготовления пресс-форм сравнительно больших размеров и в случае изготовления их в единичном производстве.

Обоймы (рис. 9) имеют конусность 5-7°, обеспечивающую легкую рас

-А/ \А

Рис. 10. Пакет-штамп для выдавливания полостей пресс-форм и штампов в прямоугольных заготовках

Прессовку заготовки после выдавливания. Выдавливание мастер-пуансоном 1 в пакет-штампе, изображенном на рис. 10, применяют для образования полостей пресс-форм и штампов в прямоугольных заготовках 5 (с отношением длины к ширине более 1,5). Прямоугольное окно пакета-штампа позволяет использовать боковые сменные вкладыши 5, что дает возможность применять заготовки различных размеров, обеспечивая при этом Значительную экономию металла. Прямоугольное окно 4 в основании пакета-штампа может быть использовано как приемная полость для снижения давления в процессе формообразования. Угол наклона внутренних плоскостей прямоугольной обоймы 2 принимают равным 5-8°.

Глубокие полости матриц пресс-форм выдавливаются в пакет-штампе, снбажениом роликовой кассетой. В обойме J пакет-штампа (рис. 11) вставлена разрезная втулка 2, в которую помещена кассета с роликами ,9. Ролики зафиксированы относительно друг друга с помощью делительных колец 4 с радиальными прорезями.

При выдавливании полости в результате приложения силы Р мастер-пуансон 5 внедряется в заготовку б, перемещает часть металла заготовки

в радиальном направлении, заполняя пространство между роликами 3.

Применение пакет-штампов, снабженных роликовыми кассетами, позволяет снизить силу при выдавливании полостей на 35 % по сравнению с общепринятой технологией. При этом уменьшаются габаритные размеры заготовок для выдавливания матриц и достигается экономия металла иа 25% [А. с. 620324 (СССР)].

На рис. 12 приведено изменение силы выдавливания крупногабаритной полости матрицы в пакете-штампе с роликовой кассетой и чертеж матрицы. Размер исходной заготовки для выдавливания: диаметр 120 мм, высота 90 мм. Материал заготовки сталь 10, глубина выдавленной полости 60 мм, относительная глубина 1,1 мм, давление на мастер-пуансон в конце процесса 1,94 ГПа.

В табл. 2 приведены рациональные технологические схемы процессов холодного выдавливания матриц пресс-форм и штампов.

Кроме приведенных основных технологических схем процесса холодного выдавливания полостей матриц пресс-форм и штампов, в практике находят применение; выдавливание глубоких полостей матриц с промежуточным отжигом заготовки; выдавливание по-

Рис. П. Пакет-штамп с роликовой кассетой для выдавливания глубоких полостей матриц пресс-форм:

/ - обойма; 2 - разрезная втулка; S - ролик; 4 - делительное кольцо; 5 - мастер-пуансон; 6 - заготовка

Рис. 12, Изменение силы выдавливания крупногабаритной полости матрицы в пакете-штампе с роликовой кассетой в зависимости от рабочего перемещения пуаисона (а) и чертеж матрицы {б)

лостей в заготовке с облегчающей камерой в донной части; частичное выдавливание сложных элементов полости е последующей обработкой резанием; выдавливание полостей матриц переменного сечения с помощью вспомогательных каленых вкладышей, устанавливаемых в пазы заготовки; выдавливание полости в заготовке с предварительно расточенной загрузочной камерой для засыпки пресс-порошка и др.

Холодное выдавливание позволяет получать полости штампов и пресс-форм с допускаемыми отклонениями размеров по 8-9-му квалитету и с параметром шероховатости поверхности Ra = 0,05-0,8 мкм.

Основным параметром, характеризующим формоизменение в процессе холодного выдавливания полостей рабочих деталей технологической оснастки, является относительная глубина выдавливания, т. е. отношение глубины k выдавливания полости за один рабочий ход пресса к диаметру d h

полости, или отношение -=z, где а / аЬ

и 6 - длина и ширина прямоугольной полости. Предельные значения относительной глубины выдавливания для заготовок из различных сталей приведены в табл. 3.

При конструировании рабочих полостей матриц пресс-форм и штампов в целях улучшения условий течения металла заготовки, снижения требуемой силы распрессовки, а также предотвращения образования трещин необходимо: а) исключить поднутрения контура в направлении, перпендикулярном к движению мастер-пуансона, ввиду трудности удаления его из полости после окончания операции выдавливания; б) предусмотреть конусность боковой поверхности полости не менее 1 : 100; в) предусмотреть плавный переход между отдельными участками полости; острые кромки следует закруглять; наименьший радиус закругления 0,3-0,5 мм.

В выдавливаемой полости не должиб быть тонких и длинных пазов, так как соответствующие им выступы на мастер-пуансоне разрушаются под действием высоких давлений.

вылав!1р ические схемы процессов холодного выдавливании матриц пресс-форм и штампов

Схема

Процесс и его характеристика

Одновременное выдавливание рабочих полостей в верхних и нижних матрицах

1~ толкатель; 2- мастер-пуансоны; 3- трафарет; 4- заготовка; 5- выдавленная матрица

Для соблюдения правильного расположения полостей матриц пресс-форм, а также для упрощения последующей обработки резанием рабочие полости верхних и нижних матриц выдавливаются в заготовках двусторонними мастер-пуансонами с использованием направляющего трафарета

Последовательное выдавлива

ние полостей многоместных форм

В практике может быть применен способ выдавливания отдельных полостей многоместных пресс-форм при наличии трафарета, взамен направляющего кольца, и двух-трех мастер-пуаисонов. Мастер-пуаисо-ны в процессе выдавливания располагаются в таком порядке, чтобы при последующем выдавливании не искажались ранее полученные рельефы

а - выдавливание цельной шестимест-

!!я1 ?Л°Р Р мастер-пуансо-нами у-J; б-г- варианты последующего выдавливания полостей