МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ ДРУКАРСТВА

Кафедра технології матеріалів та поліграфічного

Машинобудування

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

З ГРАФІЧНО-РОЗРАХУНКОВОЇ РОБОТИ

з дисципліни

«Технологічні методи виробництва заготовок

деталей машин»

для студентів інженерних спеціальностей

(частина 3 - штампування)

Львів - 2010

Методичні вказівки затверджені кафедрою технології матеріалів та поліграфічного машинобудування Української академії друкарства, протокол № 3, від 20.10.2010

Методичні вказівки розробив:

доцент, к.т.н. Манько Олексій Васильович

Технологічні вказівки з графічно-розрахункової роботи з дисципліни «Технологічні методи виробництва заготовок деталей машин» для студентів інженерних спеціальностей.

Відповідальний за випуск проф. Шахбазов Я.О.

Штампування

Загальні відомості

У процесі об’ємного штампування відбувається вимушений перерозподіл металу в штампі молота, преса чи машини. Гаряче об’ємне штампування звичайно застосовують у серійному та масовому виробництві для виготовлення кованок масою до 100 кг. Об’ємне штампування ефективне для виготовлення кованок із малопластичних у холодному стані сталей та стопів (сплавів), особливо з тих матеріалів, що погано обробляються іншими способами.

Перевагами штампування порівняно з вільним куванням є більша точність форми, розмірів і якість поверхонь кованок (параметр шорсткості R_Z = 80…20 мкм, після холодного калібрування R_Z = 10…1,6 мкм), можливість виготовлення складних за формою заготовок, вищі коефіцієнти використання металу та продуктивність праці, нижчі вимоги до кваліфікації робітників, краща придатність до механізації та автоматизації виробничих процесів тощо.

Недоліками об’ємного штампування є складність і висока вартість технологічного спорядження, потреба в устаткуванні великої потужності, обмеження маси та габаритів виготовлюваних кованок, наявність облою, задирок тощо.

В залежності від типу штампа розрізняють штампування у відкритих, закритих штампах і в штампах для видавлювання.

Штампування у відкритих штампах характерне тим, що проміжок поміж верхньою та нижньою частинами штампа є змінним та зменшується в процесі деформування металу (рис.1 а…д). В проміжок витікає надлишок металу, котрий формує облой. Останній є небажаним відходом, проте він є необхідним для повного заповнення штампа.

Штампування в закритих штампах відрізняється тим, що невеликий проміжок поміж верхньою та нижньою частинами штампа забезпечує їх взаємну рухливість і в процесі деформування металу залишається постійним (рис.1 е…и). Відсутність облоїв в закритих штампах скорочує витрати металу, виключає необхідність обрізки облою. Проте цей тип штампів застосовується для порівняно простих деталей, в основному тіл обертання, і вимагає точних заготовок з каліброваного прокату або попередньо оброблених.

Під час штампування в штампах для витискання (рис.2) витрати металу на виготовлення кованок скорочуються (до 30%), кованки формуються точними, максимально близькими за формою та розмірами до готових деталей, продуктивність праці при механічній обробці зростає в 1,5…2,0 рази.

Кованки мають високу якість поверхні, щільну м ікроструктуру.

Точність розмірів сягає 12-го квалітета. Проте вимагається ретельна підготовка вихідних заготовок, висока точність виготовлення і налагодження штампів, використання спеціальних мастил. Таким методом можна отримувати заготовки з вуглецевих і легованих сталей, алюмінієвих, мідних та титанових сплавів.

До переваг штампування в роз’ємних матрицях у порівнянні з відкритими штампами відносяться: відсутність облою; можливість отримання кованки без штампувальних ухилів або з незначними ухилами (1…3°); максимальне наближення форми кованки до форми готової деталі за рахунок формування внутрішніх порожнин, можливість отримання кованок з вищою точністю розмірів за рахунок постійного зусилля деформування.

Підсумуємо основні характерні ознаки всіх трьох способів об’ємного штампування.

Відкрите штампування:

1. об’єм металу, що міститься в порожнині штампа, більший ніж об’єм готової кованки, а в процесі штампування частина його витікає через проміжок облойної канавки, що сприяє ліпшому заповненню порожнини штампа;

2. напрямок витікання металу в облойний проміжок перпендикулярний до напрямку руху половинок штампа в процесі штампування;

3. волокна металу спрямовані від середини кованки до облою та перерізаються під час його обрубування.

Закрите штампування:

1. об’єм металу у порожнині штампа в процесі штампування не змінюється;

2. задирки, що утворюються від витікання металу в проміжки між частинами штампа, незначні, а напрямок витікання металу в задирки паралельний до напрямку руху половинок штампа;

3. волокна металу кованки не перерізаються.

Штампування витискуванням:

1. об’єм металу у порожнині штампа в процесі штампування зменшується за рахунок його витіснення через передбачені отвори та проміжки для утворення необхідних частин кованки;

2. зайвий метал звичайно витісняється в зовнішню частину кованки, а згодом відрізається;

3. кованки відрізняються високою якістю металу, що забезпечується за рахунок всебічного його обтискування.

За типом використовуваного обладнання розрізняють штампування на молотах, кривошипно-гарячештампувальних пресах (КГШП), горизонтально-кувальних машинах (ГКМ), ротаційно-кувальних машинах (РКМ), радіально-кувальних машинах (РДКМ), швидкісних молотах (ШМ), гідравлічних, фрикційних і гвинтових пресах, спеціальних машинах тощо.