39 4.3. Высокоскоростные молоты

Штамповкой на высокоскоростных молотах (ВСМ) получают поковки раз­личных конфигураций с тонкими реб­рами, стенками, полотнами, чётким оформлением торцового рельефа, в ряде случаев без обработки части поверхностей на  металлорежущих  станках.

Шероховатость поверхностей поко­вок из алюминиевых сплавов до        Ra 0,8, из титановых сплавов и сталей Rz 20.

Классификация штамповочных по­ковок ВСМ включает следующие типы: стержни с утолщением (лопатки, кла­паны); стержни с глухой полостью (стаканы, полусферы, крышки); диски (гладкие, со ступицей, с валом); де­тали с продольным и торцовым оребрением (стержни, стаканы, крыльчатки, шестерни с оформлением зубчатого контура); рычаги, кронштейны, фитинги, корпуса, угольники и др.

На рис. 23 показан общий вид высокоскоростного штамповочного молота мод. М7348 с энергией удара 63 кДж (6300 кгс∙м).

Технологические особенности серийно выпускаемых ВСМ: наличие нижнего выталкивателя; минимальная скорость удара 6 м/с; минимальный рабочий ход при наибольшей энергии удара 160 кДж в пределах 3 – 5 мм; отклонение величины энергии после­довательных ударов составляет не бо­лее    2 – 5 % от номинального значе­ния; рабочие циклы составляют 5 – 15 с.

Высокоскоростная штамповка, как правило, одноударная, но при обработке заготовок большой массы возможна штамповка и за два – три удара.

Целесообразность получения поков­ки штамповкой на ВСМ решают исходя из анализа конфигурации и размеров изготовляемой детали.

Составление чертежа поковки. Основ­ные правила составления чертежей штампованных поковок ВСМ те же, что и для обычного оборудования.

Рис. 23. Штамповый молот (мод. М7348): 1 – амортизаторы,

2 – сварная станина, 3 – баба, 4 – пульт управления

Припуски на обработку поковок резанием назначают по ГОСТ 7505–89. Допуски на размеры между обраба­тываемыми поверхностями назначают по первому классу точности (ГОСТ 7505–89). В отдельных случаях до­пуски   могут быть   расширены.

Допуски на размеры между поверх­ностями, выполняемыми без последующей обработки резанием, назна­чают 0,2 – 0,3 мм.

Напуски уменьшают за счет умень­шения штамповочных уклонов, а также более детального оформления торцо­вого   рельефа.

Для высоких, формуемых выдавли­ванием поковок желательно на части высоты поковки назначить уклон 0,5°. Для отштампованной поковки в ниж­нем штампе выполняют поднутрение в виде кольцевой выточки глубиной                0,3 – 0,5 мм и высотой 2 – 3 мм или обратный уклон 0,5 – 1°. Глубину по­лости в верхнем штампе делают на 20 – 30 % меньше, чем в нижнем, а штамповочные уклоны поковки для ее верхней половины назначают: на­ружные 1,5 – 3°, внутренние 5 – 7°; для нижней – наружные 0 – 1°, внутренние 3 – 5°.

Разработка технологического про­цесса. При изготовлении штампованных поковок с необрабатываемыми поверхностями исходная заготовка обтачивается до Rz ≤ 40 мкм. Острые кромки торцов исходных заготовок, штампуемых в торец, скругляют (радиус скругления 3 – 5 мм или делают фаску 3×45°).

Фасонирование исходных заготовок. Фасонирование исходных заготовок перед окончательной штамповкой   производят при  необходимости дополнительного перераспределения металла для более четкого оформления конструктивных элементов, повышения степени однородности структуры металла, обеспечения надежной фикса­ции заготовки в окончательном штампе.

 

Таблица 20

Основные параметры режима скоростной штамповки

 

Штампуемый материал	Температурный интервал штамповки, оС	Деформация при горячей штамповке , % не более	Скорость истечения, м/с, не более
Алюминиевые сплавы	150 – 450	25 – 90 25 – 40	300 – 350 100 – 150
Титановые сплавы	900 – 1000	20 – 95	300 – 350
Стали: углеродистые, легированные,    коррозионностойкие жаропрочные быстрорежущие	950 – 1200     1000 – 1200 950 – 1150	20 – 95 15 – 90 20 – 60	350 – 400 300 – 350 120 – 180
Жаропрочные сплавы на никелевой основе	1050 – 1150	40 – 50	–
Тугоплавкие сплавы	1200	70 – 90	300 – 350

 

Предварительное фасонирование за­готовки целесообразно производить для изготовления поковок типа лопа­ток, клапанов, дисков с валом, рыча­гов, корпусов и др. Для поковок крыльчаток применяют коническую за­готовку, у которой угол образующей конуса определяется конфигурацией и  размерами оребренной  части.

Окончательная штамповка поковок. Режимы деформирования поковок при­ведены в табл. 20, применяемые сма­зочные, материалы для штампов – в табл. 21. Перед штамповкой проводят пред­варительный нагрев штампов до 150 – 250 °С.

Заготовки нагревают в электрических, газовых и индукционных печах, пред­почтительно безокислительного или малоокислительного нагрева [17].

 

Таблица 21

Смазочные материалы для штампов, применяемые

при высокоскоростной штамповке

 

Штампуемый материал	Тип поковок	Смазочный материал
Алюминиевые сплавы	Поковки сложных конфигураций с глубокими полостями, высокими полостями, высокими ребрами	1.      Олеиновая кислота 2.      Масло вапор- Т с добавлением 10 – 15% (массовые доли) графита (ГОСТ 4404–78) 3.      Воднографитовая и маслографитовая смеси с дополнительной подсыпкой сухого графита на поверхность заготовки
Титановые сплавы	–	1.      Нитрид бора ТУ 00-121–68 2.      Масло индустриальное с добавлением 30 – 40% (массовые доли) графита 90% (массовые доли) олеата натрия и 10% (массовые доли) дисульфида молибдена с добавлением 50%-ного водного раствора олеата натрия
Стали коррозионно-стойкие	Поковки с тонкими элементами
Стали углеродистые и легированные	–	1.      Водный коллоидно-графитовый препарат ОГВ-50 или ОГВ-75 по ТУ 21-25-147–75 2.      Масло вапор- Т с добавлением графита 15 – 20% (массовые доли) (ГОСТ 4404–78)

 

Энергию деформирования заготовок определяют по формуле

,

где  – КПД удара ВСМ; ;

 – удельная энергия дефор­мирования;

 – полный объ­ем заготовки при деформировании осадкой или объем деформированной части заготовки, получаемой выдавли­ванием;

 – коэффициент, учитываю­щий сложность конфигурации поков­ки; .

Энергию, необходимую для оформле­ния поковки сложной конфигурации, подсчитывают,   суммируя   результаты по элементам – отдельно для осадки и   выдавливания.