Штамповка горячим способом металлической заготовки способствует ее деформации в нагретом состоянии, чтобы придать соответствующую форму изделию. Эти технологии применяются в тяжелом машиностроении, и они по-своему уникальны.
Суть технологии
Горячая штамповка металла заключается в нагревании изделия и давлением заданного штампа формируется деталь. При этом изменение температурного режима производится до состояния, который бы образовался при ковке.
Чтобы не было вытекания металла, в конструкции штампа предусматриваются специальные полости в виде выступов. Так формируется поверхность в виде ручья соответствующая замкнутому типу, а конфигурация выполненного изделия соответствует его форме.
Эффективность технологического процесса заключается в том, что ее можно применять в производстве серийных заготовок.
При применении этой технологии предприятия имеют множество преимуществ:
- Снижается процент образования металлических отходов.
- Производительность труда растет.
- Возможность выполнения сложных конструктивных элементов.
- Обеспечение точности геометрических размеров.
- Заготовки отличаются высоким качеством поверхности.
Технология изготовления детали объемной штамповкой следующая:
- резка заготовки в размер;
- нагревание в печи;
- 1 переход;
- 2 переход;
- 3 переход;
- устранение облоя и обработка металла.
По технологии штамповки выполняется огромный перечень действий от загрузки болванки в обрабатываемую зону, завершая изыманием из печи. Алгоритм подразумевает выполнение работ:
- Штампы используются с закрытым или открытым ручьями.
- Выполнить конструкторскую документацию на разработку поковки.
- Продумать за какое количество переходов выполняется заготовка.
- Выбрать подходящее оборудование, продумать, какие использовать штампы.
- Произвести нагрев поковки, выбирая способ нагрева штампа и режимов работы оборудования.
- Исходя из требований качества обработки детали, произвести оценку, какие завершающие операции проводить.
- Подсчитать технико-экономические показатели заданного техпроцесса.
По отношению к ковке метод горячего штампования обладает своими достоинствами и недочетами:
№ п/п | Достоинства | Недостатки |
1. | Высокая производительность трудового процесса | Лимиты по массе получаемых деталей и заготовок, не более — 3,5 тонн |
2. | Качество обрабатываемой поверхности, допуском и припусков почти в 4 раза меньше; при выполнении калибровки получаемые допуски составляют 0,05 мм, поэтому мехобработке подвергаются лишь места сопряжений со смежными изделиями, а остальных поверхностей достаточная шероховатость и точность | Деформация выше, исходя из этого, используется мощное оборудование, это происходит, потому что деформации подвергается заготовка полностью, при этом течь металла подвергается сопротивлению, создаваемого стенками штампа |
3. | Возможность получения конструктивных элементов сложной конфигурации | Достаточно высокая цена оборудования, так как оно сложное и выполняется из качественного материала, а применяется лишь для изготовления одного вида изделия |
4. | Простота выполняемых операций, для этого необязательно иметь большой стаж работы, программа обучения штамповщика несложная |
Для горячей штамповки металла применяется несколько известных технологий, зависимых от следующих параметров:
- выбора оборудования;
- геометрических размеров;
- материала заготовки.
Выбор технологии
По выбранной технологии можно производить несколько типов деталей:
► Удлиненные — к ним относятся рычаги, валы, воротки и иные. Обработка производится плашмя при использовании штамповочного пресса. Последним этапом этой работы является фасонирование, исполняемое в заготовительных вальцах для ковки.
► Дисковые – к ним относятся кольца, диски, шестерни, крышки и иные изделия. При выполнении данной операции используется метод осадки, производимый в торец заготовки. Для этого процесса применяются штамповочные переходы.
Таблица типовых изделий для разной формы поковок с подробным описанием:
№ п/п | Краткое описание характеристики | Типовые изделия |
Изделия удлиненной конфигурации | ||
1. | Прямая ось | Балки, валы, втулки, шатуны |
2. | Изогнутые по оси | Рычаги, предназначенные для рулевого управления |
Симметричные | ||
1. | Круглые изделия | Фланцы, шестеренки и ступицы |
2. | Квадратные и многоугольные | Гайки, фланцевые соединения и ступицы |
3. | Изделия, имеющие отростки | Типа вилки и крестовины |
Иные изделия | ||
1. | Комбинированной формы | Коленвалы, поворотные кулачки |
2. | С количеством необрабатываемых поверхностей большего объема | Рычажные элементы для переключения передач, крюки для буксира и балки для параллельных осей |
3. | С внутренними отверстиями и заглублениями | Валы с полостями, шестеренчатые блоки и детали для фланцевых соединений |
► Штамповочные ручьи, которые в свою очередь подразделяются на:
- Протяжные (увеличивается длина отдельных элементов на обрабатываемой заготовки, именно по этой части производится нанесение ударов с кантованием детали).
- Заготовительные (выполнение фасонирования детали или равномерное перераспределение металлической массы с минимальными потерями).
- Пережимные (при этом одновременно уменьшается высота и увеличивается ширины обрабатываемой заготовки).
- Подкатные (диаметр отдельных участков увеличивается при распределении металла по оси заготовки).
- Гибочные (производится формирование поковки заготовки с изгибом по оси под 90 0).
► Разновидности штамповочных ручьев:
- Черновые – конфигурация обрабатываемого материала в большей степени приближена к форме поковки. К особенностям относятся увеличенная глубина, радиусы и уклоны по отношению к параметрам изделия, выполненного начисто.
- Чистовые – при приобретении требуемой формы увеличиваются размеры на ту величину, на которую увеличиваются усадки металлической заготовки. Металлопрокат располагают в центральной оси штампа, так как на его оказываются максимальные усилия.
О схемах штампов
► В производственном процессе применяются две схемы горячего штампования:
- Закрытого типа – по заданной технологии между частями штампа неподвижной и подвижной просвечиваются небольшие зазоры минимальны. Для исполнения изделий применяются прессы с выступом наверху рабочего инструмента, а внизу размещена полость. Или, напротив, на молотах при выступе снизу, в полости в верхней части используемого инструмента. Этот способ применяется, когда объемы готового изделия и поковки соответствуют по параметрам. Штампы этой разновидности имеют одновременно две полости для разъема, расположенные под углом 900, относительно друг друга.
- Открытого типа – принцип их работы основан на том, что между неподвижной и подвижной частями обеспечивается зазор, в который выливается лишний металл. Их можно применять для поковок любого размера.
► Преимущества производства с использованием открытых типом штампов:
- Безупречное качество поверхности.
- Однородная структура материала.
- Экономия металла.
- Возможность применения материалов с невысокими показателями пластичности, так как воздействует высокое напряжение и обеспечивается неравномерность при сжатии.
Применяемое оборудование
Даже если обрабатываемый материал имеет мягкую структуру, использование оборудования для придания заданной формы обязательно. К этому оборудованию можно отнести:
- Гидравлические прессы.
- Гильотины.
- Кривошипно-шатунные механизмы.
Также нужно правильно выполнять расчеты по расходу материалов и выполнять чертежи, с учетом требований государственных стандартов.
Если рассматривать штамповочный станок, то в его состав входят следующие конструктивные элементы:
- исполнительный механизм, соответствующий типу станка;
- мотор для приведения оборудования в движение;
- передачи, обеспечивающей движение от одного механизма к другому.
Видео: горячая штамповка металла — автоматизированные линии.
О работе механизмов
► Кривошипно — шатунные прессы. Принцип действия его заключается во вращении привода, который, в свою очередь, преобразует движение в возвратно-поступательное на установленном ползуне. Детали технического устройства выполняются из стали прочной структуры с ребрами жесткости.
С помощью технического устройства можно выполнять следующие технологические решения:
- Производство штампованных деталей при открытых или закрытых матрицах.
- Исполнение заусенца.
- Выдавливание заготовок.
- Прошивку.
- Обработку одновременно несколькими способами.
Под воздействием одной ударной нагрузки механические прессы производят работу, но при ударе меньшей силой от гидравлического пресса получается лучшие эффект. В связи с этим гидравлику используют для крупногабаритных и толстостенных деталей.
► Гидравлические прессы. Завод — изготовитель выпускает оборудование для ковки, создания продавливающих усилий и проштамповывания поверхности. Переработка металлических отходов с их помощью тоже результативна. Принцип действия заключается в увеличении силы давления на изделие в несколько раз.
Выглядит пресс следующим образом: это два цилиндра, заполненные водой и между ними расположена труба. В каждом цилиндре находятся поршни, а основа принципа работы заложена на законе Паскаля.
► Радиально-ковочные механизмы. Заготовка располагается в модуле, в котором осуществляется нагрев по принципу индукции. После того как материал становиться мягким она подается на захват через конвейерный механизм непосредственно в зону обработки. В процессе приобретения нужной формы заготовка вращается, что обеспечивает ее равномерную обработку. Ковка детали осуществляется бойками.
Функционирование пресса производиться от мотора, присоединенного к клиноременным передачам. Их вертикальное размещение передает движение на боек и шатунный механизм. Для синхронности работы в устройстве расположены копирные барабаны. Червячные передачи приводят в работу держатель электромотором. Притормаживание движений осуществляется пружинной муфтой.
Republished by Blog Post Promoter