Главная / Свободная ковка / Cведения о производстве поковок методом горячей штамповки / Горячая штамповка и ее преимущества перед свободной ковкой

Горячая штамповка и ее преимущества перед свободной ковкой

В крупносерийном и массовом производствах обработку давлением осуществляют преимущественно методом штамповки, так как при этом поковки в партии могут быть получены одинаковые по форме и объему, с большой точностью размеров при хорошем качестве поверхности и с уменьшенными припусками на обработку по сравнению с поковками, получаемыми свободной ковкой. Штампованные поковки всегда более близки по форме и размерам к готовой детали.

Применение горячей объемной штамповки вместо свободной ковки приводит к повышению производительности труда в кузнечном цехе и снижению трудоемкости в механических цехах. Точность размеров штампованных деталей позволяет уменьшить припуски на механическую обработку, благодаря чему значительно сокращается расход металла на деталь. Способ спаренной и многоштучной штамповки для одновременного получения двух и более поковок, наряду с повышением производительности труда, дает значительную экономию металла, увеличивает коэффициент «выхода годного» в кузнечно-штамповочном цехе и по заводу.

В механических цехах снижение трудоемкости при обработке штампованных деталей обеспечивается еще и тем, что, благодаря идентичности (одинаковости) базовых размеров поковок, представляется возможность применять многоместные приспособления и механизировать питание металлорежущих станков заготовками.

Технологический процесс горячей объемной штамповки деталей на молоте или кривошипно-штамповочном прессе состоит из следующих основных последовательно проводимых операций: резки или рубки заготовки, нагрева заготовки, штамповки, обрезки облоя (заусенцев), термической обработки, очистки от окалины и поверхностных дефектов, правки и (в случаях надобности) калибровки. При этом обрезка облоя (заусенца), очистка от окалины, заточка поверхностных дефектов, правка и калибровка являются отделочными операциями.

При горячей объемной штамповке происходит главным образом осадка металла и раздача его от середины к краям полости штампа.

Нагретую заготовку определенного размера и формы помещают в полость нижней половины штампа, в которой металл под воздействием удара (или нажатия) на верхнюю половину штампа потечет согласно закону наименьшего сопротивления как в полость, так и в зазоры между незамкнувшимися еще половинками штампа, образуя заусенец раньше, чем металл заполнит всю полость штампа. Когда заусенец становится тонким и подстывает, то сопротивление истечению металла в зазоры значительно возрастает, металл заготовки потечет в направлении труднозаполняемых полостей штампа.

Такой способ получения поковок называется штамповкой в открытых штампах. При этом способе часть металла заготовки в виде заранее предусмотренного излишка выходит в облой, вытекая в специально выполненную по разъему штампа канавку, образуя заусенец.

Если характер течения металла при заполнении рабочей полости штампа определяется отсутствием полостей для вытекания облоя, то в этом случае штамповку ведут в закрытых штампах. При этом способе в заготовке не предусматривают излишка металла для образования облоя, поэтому такая штамповка называется безоблойной.


Схема течения металла при штамповке

Схема течения металла при штамповке

а, б, в — в открытом штампе;
г — в закрытом (безоблойном).


Штамповка в закрытых штампах обеспечивает высокие механические свойства поковок. Это объясняется тем, что металл деформируется по схеме всестороннего неравномерного обжатия и после пластической деформации волокна, ориентированные в направлении контура поковки, не перерезаются при обрезке заусенцев.

Повышение точности поковок после штамповки

Для получения точных размеров и высокого качества поверхности поковок с исключением последующей механической обработки применяют дополнительные отделочные операции после штамповки. В число этих операций входят калибровка плоскостная или объемная в горячем, полугорячем и холодном состоянии (чеканка).

Степень повышения точности размеров и чистоты поверхности поковок зависит от способа обжатия (условий течения металла), от температуры нагрева металла, а также от оборудования, на котором выполняется калибровка.

При плоскостной калибровке металл течет неограниченно в стороны, перпендикулярные направлению обжима. При объемной калибровке свободное течение обжимаемого металла ограничено, а излишек его выходит в заусенец.

Горячая калибровка бывает обычно объемной. Выполняют ее немедленно после горячей обрезки заусенца с одного нагрева со штамповкой. Образовавшийся вторичный заусенец удаляют (обрезают) вхолодную после охлаждения поковки. Горячую калибровку осуществляют в чистовом ручье штампа, устанавливаемого на штамповочном молоте или фрикционном винтовом прессе, но лучше всего эту операцию выполнять на кривошипном горячештамповочном прессе.

Холодная калибровка — чеканка может быть плоскостной и объемной, но выполнять ее рекомендуется только на чеканочных кривошипноколенных прессах в специальных чеканочных штампах.

При недостаточности усилия имеющегося в цехе пресса или при калибровке поковок из низкопластичных сталей полугорячую калибровку осуществляют на чеканочных прессах. Для этого очищенную от окалины и поверхностных дефектов поковку нагревают в печах с защитной безокислительной атмосферой при температуре не ниже 600° С и не выше температуры структурных превращений для данной стали.

Подвергаемые холодной калибровке поковки предварительно очищают от окалины и поверхностных дефектов.

«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий

Правка

При обрезке заусенцев поковка несколько деформируется (коробится) и для устранения этого дефекта вводится операция правки. Правку осуществляют под штамповочным молотом или прессом сразу после обрезки заусенцев в чистовом штамповочном ручье одним ударом молота или нажатием пресса. Поковки, у которых заусенец обрезан в холодном состоянии, правят в штамповочном ручье на падающих молотах «в холодную». Термическая обработка…

Отпуск

Отпуск получают при нагреве закаленной стали до температур ниже линии PSK, выдержке и последующем охлаждении. Смотреть рисунок — Часть диаграммы состояния сплавов железо-углерод, относящаяся к сталиОтпуск, полученный при нагреве до температур 120—206° С, называют низким, и применяют его после закалки поковок из углеродистых и легированных сталей. Отпуск, осуществляемый при нагреве до температур 350—650° С, называют…

Изготовление простых и сложных поковок в последовательно применяемых штампах

Технологические возможности горячей объемной штамповки на горячештамповочных кривошипных прессах значительно шире, чем на штамповочных молотах, несмотря на затруднения с протяжкой и подкатыванием заготовок на прессах. Расход металла за счет сокращения штамповочных уклонов, отсутствия клещевины на поковках и внедрения штамповки без заусенцев значительно меньше, чем при штамповке на молотах. Большая точность горизонтальных и вертикальных размеров поковок…

Горячая штамповка с предварительной ковкой заготовки под молотами или на вальцах

Технология производства штампованных деталей методом горячей объемной штамповки в основном ориентируется на внедрение технологических процессов, осуществляемых на наиболее современных штамповочных машинах. Однако необходимость максимально эффективного использования действующего в цехе парка кузнечно-штамповочного оборудования и экономические соображения открывают возможности при серийном производстве рационального ведения ковки-штамповки методом расчленения операций. Комбинированная (раздельная) штамповка на разном оборудовании основана на том,…

Штампы

В зависимости от вида оборудования, на котором устанавливают штампы, их разделяют на следующие группы: молотовые, калибровочные, правочные (под молоты); штамповочные, калибровочные (под кривошипноковочные штамповочные прессы); высадочные, калибровочные, правочные и штамповочные (под фрикционные прессы); простые и комбинированные (под обрезные прессы); высадочные, многоручьевые, обрезные и просечные в виде отдельных ручьев в них (для горизонтальноковочных машин); чеканочные (для…