6.8 Технологические процессы штамповки на гкм

Переходы штамповки на ГКМ существенно отличаются от штамповки принятых на молотах и прессах. Набор выполняют для увеличения толщины деформируемой части заготовки, когда поперечное сечение исходной заготовки является недостаточной для формовки или прошивки. Набор осуществляют высадкой за один или несколько переходов. Это заготовительные переходы. К штамповочным переходам относятся формовка и прошивка. Формовка выполняется главным образом высадкой. Прошивка обычно сочетается с высадкой. На ГКМ также осуществляют обрезку облоя, отрезку негодного под штамповку конца прутка, пережим прутка на меньшее сечение, гибку и другие специальные переходы.

Поковки группы I изготавливаются за один или несколько переходов из проката повышенной точности. На рисунке 6.21 представлен пример технологического процесса штамповки полуоси автомобиля (технологические переходы) и штамп для ее штамповки.

Рисунок 6.21 – Технологические переходы и штамп для штамповки полуоси автомобиля

На рисунке 6.22 представлен штамп для высадки поковки зубчатых колёс.

Рисунок 6.22 – Штамп для высадки поковки зубчатого колеса

В зависимости от общей длины заготовки и длины поковки при штамповке на ГКМ применяются следующие упоры:

1. – поковки штампуются от прутка с фиксацией по переднему упору с последующим отделением поковки от прутка (здесь , – длина и диаметр стержня поковки).

2. – штамповка поковки ведётся из мерной заготовки с упором в клещи.

3. – штамповка ведётся из мерной заготовки с фиксацией по заднему упору.

4. – штамповка ведётся из мерной заготовки по переднему упору.

На рисунке 6.23 представлены некоторые конструкции задних упоров, применяемые на ГКМ.

При штамповки поковок с фиксацией их по переднему упору более точной получается головка поковки, а при фиксации по заднему упору – стержень.

Поковки со сквозными отверстиями изготавливают за два или несколько переходов. Отверстия получаются прошивкой и просечкой металла. Прошивки со сквозными отверстиями относятся к кольцам, если и ко втулкам, если .

При прошивке следует соблюдать определённые правила (рисунок 6.24):

1. Длина свободной части заготовки не должна превышать трёх диаметров ( ).

2. Не следует прошивать глубокие отверстия за один переход из-за возможного прогиба заготовки.

3. Глубина прошивки в каждом ручье не должна превышать 3-4 диаметра пуансона.

4. В момент начала прошивки производится центрирование пуансона в направляющей части каждого ручья .

5. Толщина просекаемой части не должна превышать диаметра прошиваемого отверстия.

6. Глубина прошивки не должна превышать рабочий ход центрального высадочного ползуна ГКМ.

Рисунок 6.23 – Задние упоры:

R₁ – реакция упора; R₂ – реакция матрицы;

L_заг – длина заготовки; L_в – высаживаемая длина.

Рисунок 6.24 – Прошивные ручьи:

l_c – длина свободной части заготовки; l_c≤3d;

d₀ – диаметр прошивки (пуансона);

l_п – глубина прошивки; l_п=(3 – 4)d₀;

b – величина центрирования пуансона, b≥0.5d;

d – диаметр заготовки.

Поковки типа колец могут штамповаться в матрице и пуансоне (рисунок 6.25). В пуансоне изделия получаются более качественные:

1. отсутствует овальность;

2. высокая точность совпадения осей;

3. отсутствие ступенчатости;

4. меньший расход металла.

Рисунок 6.25 – Высадка колец

Штамп для высадки колец в пуансоне представлен на рисунке 6.26.

Объём окончательного формовочного перехода определяется по формуле:

(6.16)

Диаметр исходной заготовки:

(6.17)

Величина задаётся в зависимости от того, как осуществляется процесс штамповки кольца.

Рисунок 6.26 – Штамп для высадки колец в пуансоне

Размеры прошивки у кольца определяют по таблицам в зависимости от и . Если эти отношения и , то , ,

Угол β необходим для компенсации возможной утяжки.

Рисунок 6. 27 – Предварительный ручей для штамповки кольца

Рисунок 6. 28 – Окончательный ручей для штамповки кольца

При штамповке кольца в два перехода размеры предварительного ручья определяются следующим образом:

; ; (6.18)

Высота H_к выбирается исходя из равенства объёмов , где .

Поковки, штампуемые из трубной заготовки, изготавливают в один или несколько переходов. Процесс высадки во многих отношениях аналогичен процессу высадки из прутка. При штамповке используется плоский пуансон с длинной иглой типа прошивня. В процессе штамповки всегда происходит увеличение площади поперечного сечения исходной трубной заготовки.

На рисунке 6.29 представлены основные схемы высадки труб. Количество и размеры переходов определяют в зависимости от длины и диаметров поперечного сечения высаживаемой части трубной заготовки и готовой поковки.

За основу взяты правила высадки для цилиндрического набора в матрице из сплошной прутковой заготовки, при этом сечение исходной трубной заготовки, промежуточных переходов высадки и окончательной поковки приводятся к сплошным сечениям равновеликой площади.

Длину высаживаемой части заготовки l₀, необходимую для образования утолщения, подсчитывают делением объёма металла V_ф утолщённой части поковки на площадь поперечного сечения приведенной заготовки:

. (6.19)

Объём утолщенной части определяют по чертежу поковки с учётом угара металла и поковки верхнего отклонения.

Коэффициент, характеризующий устойчивость труб при осевом сжатии:

. (6.20)

Если величина ψ меньше допустимого значения _ψдоп , высадка ведётся в одном ручье без наборных переходов.

Допустимое значение коэффициента _ψдоп зависит от характера течения металла во время деформации и отношения :

, (6.21)

где К – коэффициент, принимаемый по таблице 6.1.

Таблица 6.1 – Значение коэффициента К.

Отношение	Коэффициент К за счет уменьшения диаметра			Отношение	Коэффициент К за счет уменьшения диаметра
	внутреннего	наружного			внутреннего	наружного
2,2-2,0 2,0-1,8 1,8-1,6	5,0 4,6 4,2	2,5 2,3 2,1		1,6-1,4 1,4-1,2 1,2-1,1	3,8 3,4 3,0	1,9 1,7 1,5

Рисунок 6.29 – Высадка труб

В случае, когда , прибегают к применению наборных переходов.

Для определения первого наборного перехода находим относительный диаметр высадки:

. (6.22)

Определяем допустимое увеличение диаметра приведенного сечения:

. (6.23)

Задаваясь наружным диаметром D₁ или внутренним диаметром d₁ первого перехода, находят:

. (6.24)

Длину перехода определяют по формуле:

, (6.25)

где - коэффициент несовершенства заполнения полости ручья по переходам.