Молотові штампи

Молотові штампи (рис. 142) складаються з двох частин - з верхньої та нижньої.Штампування здійснюється в закріплених штампах. Верхня частина штампу за допомогою «ластівчиного хвоста», «сухаря» і клину закріплюється в бабі 3 молоти (мал. 144), а нижня — у підштамповій плиті, закріпленої тим самим способом у шаботі молота.

При відкритому способіштампування напоковці у площині роз'єму штампу утворюється задирок (облий). На рис. 147 зображена схема відкритого штампування: а - початок штампування, б - початок утворення задирки і в - кінець штампування, при якому заповнений струмок, а зайвий метал утворив задирок.

Мал. 147. Схема утворення задирки при штампуванні.

Заповнення порожнини штампу можливе, якщо опір течії металу в задирок більше опору течії металу в порожнину фігури. Задирок служить гальмуючим кільцем, що сприяє заповненню порожнини штампу.

Найпростішіпоковки штампують із пруткового прокату (квадрат, коло). При штампуванні поковок складної конфігурації вихідну заготівлю, з метою наближення її форми до конфігурації готової поковки, попередньо підготовляють шляхом вільного кування. Таке штампування називається одноручковою, її застосовують у порівняно дрібносерійному виробництві, коли витрати на одноручковий штамп окупаються.

Якщо підготовка основної заготівлі здійснюється в заготівельних струмках, розташованих у тому ж блоці, де розміщений і остаточний струмок, то цей штамп називають багатострумовим, і штампування на такому штампі називається багаторучковою.

Багаторучнаштампування є найбільш поширеною, вона застосовується у великосерійному та масовому виробництві, коли витрати на виготовлення штампу окупаються. У масовому виробництві в рядівипадків на противагу міогоруччовому штампуванню застосовується такий спосіб штампування, при якому окремі струмки, або групи струмків виділяються в самостійні штампи, що встановлюються на окремих машинах (рис. 148). Таке штампування називається розчленованим.

Мал. 148. Поковка, отримана оштамповкою на агрегаті, що складається з декількох різних машин.

З метою підвищення продуктивності праці та економії металу штампування поковок складної конфігурації виконують із періодичного прокату. Періодичний прокат як фасонна заготівля при штампуванні став широко впроваджуватись у практику штампувальних цехів. Як приклад економії металу на рис. 149 представлена фотографія облоя, отриманого при штампуванні розподільчого валу автомобіля «Москвич» із заготовок періодичного прокату а та зі звичайного прутка б. Періодичний прокат дає економію цієї деталі—18% металу.

Мал. 149. Вплив попередньої обробки заготовки: а - облой - задирок, знятий з поковки розподільчого валу, отриманої з періодичного прокату; б - із звичайного; в - двосторонній гайковий ключ, отриманий із заготівлі, підготовленої на кувальних вальцях

У багатьох випадках вигідно заготівлю попередньо підготовляти за допомогою кувальних вальців. На рис. 149, наведено двосторонній гайковий ключ, відштампований із заготовки, підготовленої на кувальних вальцях, що підвищує в 6-7 разів продуктивність штампування в порівнянні зі штампуванням без застосування вальців.

У практику штампувальних цехів почала впроваджуватися безшарове штампування з площиною роз'єму по верхньому або нижньому максимальному перерізі поковки (рис. 142, б і в.).

При розніманні по верхньому максимальному перерізу відбувається заштампування окалини,тому бажано застосовувати штампування з нижньою площиною роз'єму.

Безшарові молотові штампи поділяються на одно-, дво- та три-струминні; моноблочні та складові; з розташуванням кування у верхній або нижній частинах штампу; з виштовхувачем та без виштовхувача.

Конструкція безшарового штампу забезпечує отримання поковки без облоя (задирок) лише за умови дотримання рівності обсягу металу вихідної заготівлі з обсягом металу поковки і втрат на чад, тобто.

Vmin = Vпок ּ Vугар.

При штампуванні в нових штампах рекомендується Vпок брати за номінальними розмірами, а при штампуванні у зношених штампах - з урахуванням позитивних допусків по кресленню поковки.

Припуски та допуски на безшарові поковки встановлюються так само, як і для звичайних (обшарових) поковок. Штампувальні ухили на зовнішніх і внутрішніх поверхнях поковок, а також радіуси закруглень зовнішніх і внутрішніх крайок окремих частин поковок вибираються за спеціальними таблицями в залежності від відносної глибини порожнини штампу.

Перед штампуванням вихідний матеріал розрізають на заготовки за допомогою прес-ножиць. Заготовки можуть бути штучні (на одну поковку), на дві поковки, для штампування з поворотом або на кілька поковок — кратне для штампування від прутка. кг - із заготівлі на дві поковки, цим збільшують продуктивність штампування і досягають економії металу. При штампуванні із заготовки на дві поковки спочатку штампують один кінець заготовки, потім повертають і, утримуючи кліщами за відштамповану поковку, роблять штампування іншого кінця, тому відпадає необхідність у кліщовому кінці. Штампування дрібніших поковок проводиться від прутка, воно забезпечує високупродуктивність та економію металу.

Під час проектування деталі конструктору необхідно враховувати особливості процесу штампування. При конструюванніпоковок, що штампуються на молотах, необхідно дотримуватися наступних технологічнихвимог :

Геометрична форма поковки має забезпечити її виймання з струмка штампу. Поковка, зображена на рис. 150 , не може бути відштампована через неможливість вилучення поковки з струмка.

Мал. 150.Неправильна конструкція поковки.

При виборі роз'єму (рис. 151) необхідно керуватися такими правилами: роз'єм робити за площиною, а не за складною поверхнею; роз'єм робити так, щоб порожнини штампу мали найменшу глибину та найбільшу ширину (полегшується заповнення струмка металом та зменшується його знос); контур порожнини площиною роз'єму у верхній і нижній частинах штампу повинні бути однаковими, це полегшує виявлення зсуву частин штампу; до порожнини роз'єму повинні примикати «вертикальні» стінки, а не похилі, це полегшує виявлення зсуву однієї частини штампу щодо іншої.

Мал. 151.Правильний та неправильний, вибір площини роз'єму.

Перелічені правила можуть бути порушені, якщо це забезпечує економію металу, полегшує виготовлення чистового струмка та обрізного штампу, скорочує кількість заготівельних струмків штампу тощо.

Бічні поверхні поковок повинні мати штампувальні ухили по відношенню до напрямку удару, це забезпечує краще заповнення порожнини штампу і виймання з неї поковки (рис. 151). Штампувальні ухили в молотових штампах, згідно з ГОСТ 7505 - 55, не повинні перевищувати 7 ° у зовнішніх і 10 ° у внутрішніх. Найменше значення штампувальних ухилів зовнішніхповерхонь пояснюється тим, що ці поверхні при остиганні поковок відходять від стінок штампу, а внутрішні охоплюють виступи штампів.
Усі переходи з однієї поверхні на іншу виконуються за радіусами. Радіуси закруглень рекомендуються ГОСТ 7505 - 55. Радіуси внутрішніх кутів (заповнювані металом заготовки) беруться за значенням менше радіусів зовнішніх кутів (обтіканих металом заготовки). Вони вибираються із таблиць.
Уникати великої різниці в площах поперечних перерізів поковки в ділянках, порівняно близько розташованих один від іншого (не допускати тонких стінок, високих ребер, виступів, бобишок і т. п., які знижують продуктивність штампування і стійкість штампу).
Прагнути до симетричної форми поковок щодо площини роз'єму (спрощення виготовлення штампу, полегшення процесу штампування та ін.).
Перевіряти доцільність виготовлення поковок з двох або декількох частин з наступним зварюванням (рис. 152) і, навпаки, доцільність об'єднання в одному поковці суміжних поковок, що з'єднуються одна з одною зварюванням або іншим способом з подальшим розрізанням (рис. 153). У поковки старої конструкції (рис. 152) відхід металу становив понад 65% ваги поковки. Нова поковка звареної конструкції, виготовлена штампуванням по частинах, дає можливість штампувати з наміткою отвору, а це знижує відхід металу до 40% ваги. При цьому вага поковки завдяки усуненню напуску між шестернями значно нижче ваги поковки конструкції (на рис. 152, а).

Мал. 152. Спрощення штампування застосуванням зварних конструкцій поковок.

Мал. 153.Штампування поковок, з'єднаних в одну, що розрізаються після штампування.

При штампуванніпоковок в багаторучному штампі застосовують штампувальні струмки: остаточний (чистовий), попередній (чорновий) і заготівельні струмки: формувальний, пережимний, підкатний, протяжний, згинальний, відрізний (ніж). поковки та серійності.

Остаточний струмок служить для отримання готової поковки (з задирком) і являє собою точне відображення поковки, що отримується. Розміри струмка відповідають розмірам гарячого кування з урахуванням усадки металу. Остаточний струмок по контурі порожнини має канавку для задирки (рис. 142, а). Проектування поковки аналогічне конструюванню струмка остаточного штампування.

Попередній струмок служить зменшення зносу остаточного струмка, оскільки основне формоутворення здійснюється у ньому. Попередній струмок застосовують при штампуванні складних поковок, а також при штампуванні поковок середньої складності, але великих серій. Форму порожнини цього струмка за окремими винятками роблять такою самою, як у остаточному струмку, але штампувальні ухили та радіуси закруглень на переходах збільшують. Канавки для задирки в попередньому струмку не робиться.

Формувальний струмок (рис. 154, а) служить для надання заготівлі форми, що відповідає формі поковки в площині роз'єму, якщо при цьому не потрібно великих змін величини поперечних перерізів заготовки з переміщенням металу вздовж осі. З формувального струмка заготовку передають у штампувальні струмки з поворотом на 90° навколо осі.

Мал. 154.Заготівельні струмки та відрізний струмок (ніж).

Перетискний струмок (рис. 154, б) служить для розширення заготівлі впоперек її осі, якщо при цьому не потрібно великих змін величинипоперечних перерізів заготовки з переміщенням металу вздовж її осі, а також для надання заготівлі деякої форми в поздовжньому напрямку, що полегшує заповнення порожнини наступного струмка. З пережимного струмка заготівлю передають у штампувальний струмок без повороту навколо осі. рахунок зменшення інших. При обробці у підкатному струмку заготівлю обертають навколо осі після кожного удару. З підкатного струмка заготовку передають у штампувальний струмок, іноді в згинальний або формувальний.

Протяжний струмок (рис. 154, г) служить зменшення площі поперечного перерізу окремих ділянок заготівлі при одночасному збільшенні її довжини. З протяжного струмка, залежно від конфігурації поковки, заготовка може надходити в інші струмки.

Гнучковий струмок (рис. 154, д) служить для вигину заготівлі та надання їй форми, що відповідає формі поковки в площині роз'єму. У наступний струмок заготовку передають із поворотом на 90° щодо напрямку згинання.

Відрізний струмок (рис. 154, в) служить для відокремлення від прутка готового поковки, якщо штампування виробляється від прутка, або для поділу двох поковок, якщо штампування вироблялося із заготівлі, взятої на дві поковки.

Струмки та їх поєднання при багаторучковому штампуванні вибираються при розробці технологічного процесу штампування в залежності від напрямків волокон, конфігурації та габаритів поковки.

На рис. 155 наведенобагаторучковий штамп. Нагріта вихідна заготовка спочатку надходить у протяжний струмок, у якому простягають її середину, потім заготівлюобробляють у підкатному струмку з метою набору металу на кінцях, після чого її передають у згинальний струмок і потім штампують у попередньому та остаточному струмках штампу.

Мал. 155.Молотовий багаторучковий штамп: 1 - підкатний струмок; 2 - протяжний струмок; 3 - остаточний струмок; 4 - згинальний струмок; 5 - попередній струмок.