Специализированные процессы кузнечно-штамповочного производства.

Штамповку на горизонтально-гибочных машинахприменяют для получения заго­товок из сортового или полосового материала больших габаритов. Она может осуществляться как в горячем, так и в холодном состоянии. Как правило, изделия, получаемые гибкой, не под­вергаются механической обработке, поэтому при конструировании деталей в чертеже следует предусмотреть все необходимые требования для обеспечения точности формы и размеров дета­ли.

Вальцовкапредставляет собой разновидность процесса прокатки, когда деформиро­вание штучной заготовки производится в секторных штампах ковочных вальцов. Рисунок

1- подающий схват; 2,3 – секторные штампы

Ковочные вальцы относительно просты по конструкции, просты в эксплуатации и высокопроизводитель­ны. Из мерных заготовок круглого, квадратного или прямоугольного проката валь­цовкой изготавливают фасонные заготовки удлиненной формы, переменного сечения и, как правило, с прямолинейной осью. Вальцовку применяют для изготовления: заготовок под даль­нейшую штамповку на прессах или молотах, а также для получения готовых поковок и как отде­лочную операцию.

Штамповку вальцовкой применяют при массовом и крупносерийном производствах для получения мелких и средних поковок переменного сечения и различной формы (например, гаечных ключей, плоскогубцев, звеньев транспортеров и т.п.). Поковки получают в ленте по несколько штук, расположенных в длину и соединенных между собой заусенцем. Параметр шероховатости поверхности таких поковок Rа = 80-12,5 мкм, производительность процесса оце­нивают тысячами штук в смену.

Отделочную вальцовку применяют для получения профильных заготовок, например турбинных лопаток с припуском на рабочую поверхность до 0,2 — 0,15 мм, параметром шерохо­ватости поверхности до Rа = 6,3-1,6 мкм. Обычно такую вальцовку проводят в холодном состоя­нии, причем получаемые заготовки имеют окончательные размеры по толщине и профилю. Отделочная вальцовка дает значительный эффект: снижаются расход металла в среднем на 35 %, трудоемкость на 20 %, себестоимость на 35 %.

Штамповку на раднально-обжимных и ротацнонно-ковочныхмашинах осуществ­ляют как в горячем, так и в холодном состоянии, обрабатывая симметричные детали с вытя­нутой осью.

Ротационное деформирование как метод точной обработки изделий получило при­менение в производстве сравнительно недавно, чему способствовало появление специализированных машин с программным управлением. Изделия, изготовляемые на этом оборудовании, имеют широкий диапазон размеров диаметра: от 0,15 мм (для прутка) до 600 мм (для трубной заготовки).

На радиально-обжимных и ротационно-ковочных машинах можно изготавливать ступенчатые и удлиненные поковки и изделия из жаропрочных и малопластичных сталей и сплавов, сплавов на основе алюминия, а также из металлокерамики, получать отверстия малых диаметров на значительной длине, производить сборочные операции.

В процессе ротационного обжатия улучшается структура металла, повышаются его механические свойства. Повышение прочности изделий после обжатия предопределяет приме­нение этого вида обработки в тех случаях, когда затруднено выполнение термической обработ­ки.

Сущность процесса состоит в следующем: прутковая заготовка подвергается обжатию бойками, движущимися навстречу друг другу, движение бойков у разных конструкций машин осуществляется по-разному; число бойков также может быть различным: два, три, четыре. Число обжатий у различных машин колеблется от нескольких сот до нескольких тысяч в минуту.

Основным преимуществом данного вида обработки является получение поковок вы­сокой точности с высокой чистотой поверхности. Дальнейшая механическая обработка, за ис­ключением шлифования (в целях достижения необходимой точности) и последующих доводоч­ных операций, является в большинстве случаев излишней.

Можно получить параметр шероховатости: Ra = 1,6 – 0,4 мкм при холодной (6-8 квалитет), Ra = 6,3 – 2,0 мкм при горячей обработке (11-13 квалитет).

Процесс раскатки кольцевых заготовок получил значительное распространение в промышленности для получения заготовок колец сложного профиля, с поднутрениями, бурта­ми, выточками и т.д.

Раскатка не является самостоятельным процессом обработки металлов давлением, так как исходные заготовки для раскатки обычно получают штамповкой, ковкой, литьем или из труб. Раскатку осуществляют как в горячем, так и в холодном состоянии.

В соответствии с габаритными размерами применяемого оборудования раскатке под­вергают заготовки с наружным диаметром от 40 до 2000 мм при высоте обрабатываемого обода до 180мм.

Основные преимущества процесса раскатки следующие:

возможность получить более сложный профиль и более точные размеры, чем при штамповке; обеспечить в заготовке тангенциальное расположение волокон металла, что значи­тельно увеличивает надежность изделий; обеспечить значительную экономию металла, повы­шение коэффициента весовой точности до 0,7 — 0,75, сравнительно высокую производительность процесса, снижение трудоемкости механической обработки на 20 —30 %.

Допуск на наружный диаметр кольца принимают +0,01 D, на внутренний – 0,022d, на не более 6 мм. Шероховатость Ra = 3,2 – 1,6 мкм.

Накатка.Недостаточная производительность (в ряде случаев и точность) шлицефрезерования обусловила возникновение новых методов образования шпицев, в частности пластическим де­формированием – накаткой, т.е. превращением гладкой поверхности заготовки в ребристую оп­ределенного профиля. Этот процесс комбинированный, заготовки под накатку получают либо штамповкой, либо ковкой, в некоторых случаях заготовкой может служить пруток. Диаметр заготовки под накатку определяют опытным путем. Основным оборудованием являются специ­альные станы, действующие по принципу поперечной прокатки, с принудительным вращением заготовки и пары накатных валков. Такой способ накатки в основном используют для горячей накатки зубьев колес, шлицев на валах и крупной резьбы. Мелкую резьбу накатывают в механи­ческих цехах плоскими плашками или роликами на резьбонакатных станках.

Предварительная механическая обработка перед накаткой заключается в обработке посадочного отверстия, торцов и наружного диаметра.

Точность размеров 8 квалитета, параметр шероховатости поверхности Ra = 6,3 – 0,8 мкм.

Штучная накатка зубчатых колес универсальна и при использовании соответствую­щей оснастки позволяет изготовлять цилиндрические и конические колеса с зубьями прямыми и спиральными.

Применение пластического деформирования (накатки) вместо механической обра­ботки дает значительное снижение трудоемкости изготовления зубчатых колес, так как произ­водительность накатки выше зубонарезания в 40—50 раз.

КАЛИБРОВКА

Калибровка относится к отделочным операциям. Цель калибровки – повышение точности размеров всей поковки или отдельных ее участков. При калибровке достигается улучшение поверхности и снижение колебаний массы поковки. Калибровку целесообразно применять в массовом и крупносерийном производстве для снижения объема механической обработки. Калибровка бывает:

1. Плоскостная (чеканка) служит для получения точных вертикальных размеров на одном или нескольких участках поковки. Производится в холодном состоянии на специальных чеканочных кривошипно-коленных прессах. По точности получаемых размеров различают калибровку: грубую с допуском + 0,1-0,25 мм, повышенной точности - +0,05-0,1мм, высокой точности - + 0,025мм. Ra = 6,3 – 1,6 мкм

2. Объемная калибровка служит для уточнения размеров поковки в разных направлениях, а при выдавливании некоторого излишка материала в заусенец – и для получения точной массы. Точность объемной калибровки ниже плоскостной.

Схемы калибровки: Рисунок

3. Комбинированная – сочетание объемной и плоскостной. В начале после объемной калибровки поверхность становится гладкая, а потом отдельные участки подвергают плоскостной калибровке.