Горячая объемная штамповка.

Этот способ наиболее широко распространен для получения качественных заготовок. Горячей объемной штамповкой получают заготовки для ответственных деталей автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин, железнодорожных вагонов, самолетов, металлообраба­тывающих станков, швейных машин и т.д.

Этот способ штамповки наиболее эффективен при массовом, крупносерийном и се­рийном производствах деталей массой от нескольких граммов до нескольких тонн. Наиболее целесообразно изготовление штамповкой поковок массой не более 50 —100 кг.

По сравнению с ковкой горячая объемная штамповка имеет следующие преимущест­ва:

-поковки, изготавливаемые штамповкой, имеют более сложную форму и лучшее каче­ство поверхности; шероховатость поверхности Rа = 20 – 6,3 мкм, а при применении холодной калибровки Rа = 3,2 -1,6 мкм;

-поковки можно получать со значительно меньшими допусками, чем при ковке, а при точной штамповке допуски можно довести до долей миллиметра и. подвести под классы точно­сти, получаемые при обработке резанием; припуски снижаются в два-три раза (как правило, механической обработке подвергаются только сопрягаемые поверхности);

-значительно повышается производительность труда (десятки и сотни поковок в час).

К недостаткам горячей объемной штамповки относятся:

-ограничения по массе получаемых поковок;

-дополнительный отход металла в заусенец, масса которого составляет от 10 до 30 % от массы поковки;

-для горячей объемной штамповки требуются большие усилия деформирования, чем для ковки;

-инструмент (штамп) является более сложным и дорогим, чем универсальный инст­румент для ковки.

Горячая объемная штамповка подразделяется на различные виды в зависимости от типов штампа, оборудования исходной заготовки, способа установки заготовки в штампе и т.п.

Штамповку выполняют с использованием специального инструмента — штампа, который состоит из двух частей или более. Полости штампа называются ручьями. Заготовка, деформируясь в ручьях, заполняет полости и принимает форму поковки. Течение металла при штамповке принудительно ограничивается поверхностями инструмента, что вызывает перераспределение объема заготовки.

Распространение штамповки связывают с развитием машиностроения, особенно ав­томобильной промышленности, когда возникла необходимость организации массового произ­водства однотипных поковок. Хотя штамповый инструмент отличается высокой стоимостью и чаще всего используется для узкоспециализированных целей, а деформирование металла при этом требует значительно большей мощности по сравнению с ковкой, штамповка при массовом производстве однотипных поковок имеет ряд существенных преимуществ. Помимо высокой производительности штамповка обеспечивает получение поковок с высокой точностью разме­ров, что уменьшает расход металла на изготовление детали и снижает трудоемкость при после­дующей обработке металла резанием. Кроме того, штамповка обеспечивает получение высокого качества поверхности поковок, при этом исключается необходимость последующей обработки резанием всей поковки — обрабатывается лишь та ее часть, которая будет соприкасаться с дру­гими деталями. Последующие за горячей штамповкой отделочные операции, например калиб­ровка в холодном состоянии, повышают качество поверхности поковок, а допуски размеров при этом снижаются до ±0,1, а иногда до ±0,05 мм. Поэтому все повышенные расходы на штамповку и изготовление инструмента окупаются экономней металла ирасходами на механическую обра­ботку поковок.

Вместе с тем следует отметить, что штамповка обеспечивает получение изделий сложной формы, во многих случаях невыполнимых ковкой без напусков.

Исходным материалом для горячей штамповки являются сортовой прокат, прессо­ванные прутки, калиброванный металл, литая заготовка и жидкий металл. В крупносерийном производстве деталей находят большое применение заготовки из проката периодического про­филя, что обеспечивает в процессе штамповки сокращение подготовительных операций. Исход­ный материал в заготовительном отделении цеха разрезают на мерные длины. Эту операцию выполняют на хладноломах, кривошипных прессах, механических пилах или производят газо­вой и электрической резкой. Перед штамповкой заготовки нагревают до температур, опреде­ляемых условиями деформирования.

Технологический процесс горячей штамповки отличается значительным разнообра­зием и определяется видом самого изделия и применяемым оборудованием. Штамповку произ­водят на молотах, прессах, горизонтально-ковочных машинах, гибкой на бульдозерах, валь­цовкой и такими способами, как раскатка, ротационная ковка и пр.

Горячую штамповку выполняют двумя методами: облойным (с заусенцем) в открытых штампах и беэоблойкым (при отсутствии заусенца) в закрытых штампах. По типу штампа она бывает: открытая, закрытая.

А) штамповка в открытых штампах.

Сущность облойного метода заключается в том, что поковка по месту разъема штампа вследствие избытка металла получается с заусенцем (облоем). Наличие облоя способствует хо­рошему заполнению полостей штампа, ибо сам заусенец начинает образовываться раньше за­полнения ручьев. При последующем смыкании штампа сопротивление металла истечению в зазор с образованием обпоя резко увеличивается. Это создает подпор по контуру изделия, кото­рый способствует заполнению углов штампа, т. е. облой выполняет определенную технологиче­скую функцию.

Штамп в процессе деформирования остается открытым. Зазор между подвижной и неподвижной частями штампа переменный, в него затекает (выдавливается) металл при деформировании, образуя заусенец, т.е. технологический припуск размеры которого зависят от размеров поковки. Назначение заусенца – компенсация колебаний исходных заготовок по массе. На наличие заусенца увеличивает расход металла и для обрезки заусенцев необходимы специальные приспособления.

Б) штамповка в закрытых штампах.

При безоблойном методе заготовку помещают в полости одной части штампа (в мат­рице) и процесс деформирования выполняют другой частью (пуансоном). При этом облой в изделии не предусматривается. Незначительный заусенец, который может иметь место по плос­кости разъема, не оказывает влияния на процесс штамповки и является результатом неточности размеров заготовки. Для облегчения свободного удаления поковки из штампа его стенки изго­товляют с уклоном или применяют выталкиватели. Пониженный расход металла при штампов­ке данным способом является существенным преимуществом, однако формы поковок при этом менее разнообразны, чем при изготовлении в открытых штампах с облоем.

Уместно отметить, что штамповки выдавливанием и прошивкой (закрытая прошивка) являются разновидностями процесса штамповки в закрытых штампах.

Штамп в процессе деформирования остается закрытым. Зазор между подвижной и неподвижной частями штампа остается постоянным и незначительным по размеру. Он только предохраняет штамп от заклинивания. Отсутствие заусенца сокращает расход металла, вызывает необходимость использовать точные заготовки из калиброванного проката или предварительно механически обработанные

Как при открытой, так и при закрытой штамповках обработка заготовки может вы­полняться в одном или нескольких ручьях В условиях многоручьевой штамповки заготовка постепенно изменяется при переходе от одного ручья к другому и в чистовом ручье ей придает­ся окончательная форма и размеры. В зависимости от вида поковки, программы производства, имеющегося оборудования ручьи при многоручьевой штамповке могут размещаться в одном общем или нескольких штампах, установленных на однотипных или разнотипных ковочных машинах.

Наибольшее распространение получила штамповка на молотах (паровоздушных, фрикционных, бесшаботных), прессах (кривошипных, винтовых гидравлических) и горизон­тально-ковочных машинах