прессах для вырезной штамповки, более распространенных и де­шевых. Однако в этом случае для каждого штампа, устанавли­ваемого на указанных прессах, требуются индивидуальные- буферные устройства для прижима заготовки и съема со штам­па готовой детали. Значительно упрощает и удешевляет конст­рукцию вытяжных штампов установка на прессах постоянных- буферных устройств с пружинами или резиной.

6.10. Оборудование для вытяжных работ

Вытяжка обычно требует большого хода пресса, и кривошип­ные вырубные прессы, имеющие небольшой ход, для выполнения средних и глубоких вытяжек оказываются просто непригодными. Оборудованием, специально изготовляемым для вытяжных ра­бот, являются вытяжные прессы двойного действия, характери­зующиеся большой величиной хода, небольшой скоростью ползу­на, наличием второго (наружного) ползуна-складкодержателя и пневматических буферных устройств, располагаемых под столом пресса.

На рис. 6. 11, а изображен общий вид пресса двойного дей­ствия. Наружный ползун 1 (см. рис. 11,6), несущий на себе складкодержатель 3, опускается первым и прижимает заготовку к матрице 5. Вслед за этим с заготовкой соприкасается внутрен­ний (вытяжной) ползун 2 и вытягивает ее. Затем оба ползуна поднимаются. Как видно из графика движения ползунов (рис. 6. 11, в), наружный ползун в промежутке между точками I и II при вращающемся главном вале остается неподвижным, что обеспечивается сложной кинематической цепью, связываю­щей главный вал с наружным ползуном. Начиная с точки II (при повороте главного вала на 180°), ползун движется вверх.

Существуют прессы тройного действия, у которых наряду с двумя верхними ползунами, работающими аналогично ползунам пресса двойного действия, в столе имеется третий ползун, пере­мещающийся внутри стола пресса в направлении, противопо­ложном движению верхних ползунов.

Вытяжные прессы обычно снабжаются постоянными пневма­тическими буферными устройствами (подушками), обеспечива­ющими неизменяющееся при ходе пресса усилие прижима заго­товки. Буферные устройства (на больших прессах их обычно несколько) располагаются под столом пресса. Выбор пресса и конструкции штампа зависят не только от размеров, конфигура­ции и материала детали, но и от парка прессов, которыми рас­полагает производственный участок, их загруженности и других факторов. Наиболее полно значение всех факторов учитывается при проектировании технологического процесса вытяжки и штам­па на ЭВМ (см. гл. 4, § 7).

181-

Рис. 6.11. Пресс двойного действия:

а—общий вид; б—схема движения ползунов; в—график движения ползунов; /—наружный ' ползун; 2—внутренний ползун; 3—скадкодержатель; 4—пуан- сон; 5—матрица

482-

6.11. Токарно-давильные работы Область применения и схема процесса

В период подготовки серийного и крупносерийного производ- ства, когда вытяжные штампы еще не изготовлены, а также при мелкосерийном и опытном производствах, когда изготовление сложных, многопереходных вытяжных штампов недопустимо уд- линяет период подготовки производства и увеличивает себестои- мость машины, полые детали из листа, имеющие форму тел вра-

Рис. 6.12. Выдавливание из листа на токарно-давильном станке'г

а—схема процесса; б—перетекание металла заготовки; в—переходы при вы­давливании конического стакана; 1—заготовка; 2—оправка; 3—центр; 4—да- вильник; 5—гребенка

щения (как с прямолинейными, так и с криволинейными обра­зующими), целесообразно выдавливать на токарно-давильных; станках. Так получают передние и задние отсеки подвесных топ­ливных баков самолета, сферические днища, обтекатели воздуш­ных винтов, корпуса цилиндрических радиаторов и различные цилиндрические и конические обечайки с суженными торцовыми сечениями.

Схема процесса выдавливания (называемого также обкат­кой) дана на рис. 6. 12. Заготовка 1, в форме диска, прижима­ется к закрепленной на шпинделе станке оправке 2 вращаю­щимся центром 3 задней бабки и, под влиянием усилия трения, этого прижатия, вращается вместе с оправкой. С помощью давильника 4, свободно оперяющегося на гребенку 5 и удерживае­мого руками давильщика, заготовка обжимается постепенным движением давильника от центра заготовки к ее периферии. На том участке окружности заготовки, где давильники соприкаса­ются с ней, передаваемое им усилие Р преобразуется (рис. 6. 12, б) в напряжение a_Q и соответствующие ему деформации, действующие в радиальном направлении, и связанные с ни-

183-

ми напряжения σ и деформации ее , действующие в тангенци­альном направлении.

В результате этих деформаций кальцевой участок (точнее, виток спирали) заготовки, соприкасающийся с давильником, удлиняется в направлении образующей детали за счет укороче­ния по длине окружности. Процесс протекает за счет перемеще­ния металла в толщине листа без существенных изменений этой толщины и аналогичен процессу вытяжки в штампе, но в отли­чие от него, материал перетекает не по всей площади фланца, а в каждый момент, на узком участке t (см. рис. 6.12,6) в зоне действия усилия, создаваемого давильником. В процессе фор­мовки детали этот участок перемещается от дна детали к ее вершине по винтовой линии с шагом, равным подаче давильника за один оборот детали. Усилие на давильнике соответственно во много раз меньше усилия на пуансоне вытяжного штампа при вытяжке такой же детали. Если при вытяжке в штампе пре­дельные значения коэффициента вытяжки ограничиваются проч­ностью стенки детали вблизи дна, то при выдавливании на то­карно-давильных станках такого ограничения нет и возможные степени деформации ограничиваются в основном только пласти­ческими свойствами металла заготовки.

Оборудование

Токарно-давильные станки по устройству аналогичны токар- но-винторезным станкам, но не имеют механизма подачи, а ме­ханизм главного движения значительно упрощен. Вместо суп­порта на токарно-давильном станке установлена подвижная •опора (гребенка), на которую при работе опирается давильник. Для установки дисков-заготовок большого диаметра высота центров у токарно-давильных станков значительно больше, чем у обычных токарно-винторезных станков и позволяет выдавли­вать детали диаметром до 800 мм.

Оснастка и инструмент

Оснасткой при работе на токарно-давильных станках служат закрепляемые на шпинделе станка оправки — тела вращения, имеющие форму и размеры внутренней полости изготавливаемой детали. Часто их вытачивают на самом станке. В зависимости от толщины, механических свойств заготовки и объема произ­водства оправки вытачиваются из стали, чугуна, вторичных алю­миниевых сплавов (например, силумина), балинита или сухой древесины.

Обычно делается одна оправка по окончательным размерам внутренней полости готовой детали. Если на одной оправке де­таль выдавить не удается, изготавливаются оправки на проме­жуточные переходы (рис. 6. 13, а). При выдавливании деталей с

суженными выходными сечениями оправки делаются разъемны­ми (рис. 6. 13,6). Клинья 2 и 3 такой оправки фиксируются с одной стороны в проточке корпуса 1, с другой — вращающимся центром 4, а по наружному диаметру — заготовкой. По оконча­нии формовки детали оправка снимается с корпуса 1 и из нее вынимается клин 2, имеющий параллельные боковые грани. Пос­ле этого остальные клинья 3 легко удаляются сдвигом к цент­ру 4.

Рис. 6. 13. Давильные оправки:

а—переходные оправки при выдавливании кока воздушного винта: б—разъемная оправка для выдавливания корпуса радиатора; /—корпус оправки; 2 и 3—клинья; 4—вращаю­щийся центр; 5—заготовка

Деревянные оправки после предварительного вытачивания резцов доводятся до окончательных размеров обдавливанием сферическим давильником, что придает поверхности большую чистоту и прочность. Для увеличения прочности деревянные оп­равки на участках, подвергаемых увеличенному давлению, снабжаются металлическими кольцами. При выдавливании де­талей из стального листа толщиной более 1 мм оправки дела­ются металлическими.

Давильники изготавливаются из углеродистой стали У8 или У10 с термической обработкой до HRC = 58—60. Высокая твер­дость и чистота рабочей поверхности давильника является необ­ходимым условием получения чистой поверхности выдавливае­мой детали. Поэтому рабочая поверхность давильника должна иметь чистоту 12—14 класса ГОСТ. Обычно поверхность поли­руется. Профиль рабочей части давильника должен соответст­вовать профилю облавливаемого участка детали.

185-

На рис. 6. 14, а— г показаны рабочие участки давильникоз для выдавливания наружных участков; на рис. 6.14,(9, е—да­вильники для формовки углублений как на цилиндрической, так л на торцовой частях детали. Рис. 6. |14. Давильники При больших удельных давлениях и мягком металле заго- товки применяются роликовые давильники (см. рис. 6. 14, в, г), которые более сложны в изготовлении, но обеспечивают лучшую •чистоту поверхности. Роликовый давильник (см. рис. 6. 14, г) •служит для закатки кромок. Для подрезки торцов деталей при- меняются давильники-резцы (см. рис. 6. 14, ж, з). Технология давильных работ Токарно-давильные станки применяются не только для вы- давливания полых деталей из листа, но и для доводки (прогла- живания) поверхности деталей, полученных вытяжкой в штам- пах, закатки кромок, подрезки торцов, обрезки по длине и т. д. Заготовкой обычно служат плоские диски, реже, цилиндриче- ские и конические стаканы. Степень деформации заготовки при выдавливании может быть задана отношением hid высоты полу- ченной детали h (см. рис. 6. 12, в) к ее диаметру d или коэффи- циентом вытяжки т, равным отношению диаметра <2п-н детали, полученного при очередном переходе к диаметру d предыдущего перехода: m=dJI+i/d. Ориентировочные данные по выбору числа переходов в зави- симости от отношения: hid	1	1-1,5	1,5—2,5	2,5-3,5	3,5-4,5	5-6
Число переходов	1	1-2	2-3	3-4	4-5	5-6

Нормативы по технологии токарно-давильных работ еще мало разработаны. При характерных для токарно-давильных работ больших удельных давлениях на рабочей поверхности давильника материал заготовки сильно нагартовывается и необ­-

186-

ходим отжиг, который дается как между переходами, так и по» окончании формовки детали. Сцепление (трение) между рабочей поверхностью давильни- ка и поверхностью детали, ухудшающее чистоту обработки, уменьшается полировкой рабочей поверхности давильника и смазыванием поверхности детали минеральными маслами или: хозяйственным мылом (при изготовлении деталей из нержавею- щих сталей). На качество поверхности оказывает влияние и скорость де- формации (скорость на давильнике). В таблице 6.3 приведены экспериментально установленные оптимальные частоты враще- ния детали при выдавливании из различных материалов. Таблица 6. 3 Выбор частоты вращения детали при давильных работах Материал заготовки	Мин 1	Материал заготовки	Мин 1
Латунь	1000—1100	Дуралюмин	500-900
Алюминий	1200-800	Медь	800- 600
Магниевые сплавы	1000-600	Сталь мягкая	600-400

Для выдавливания деталей из титана и магниевых сплавов процесс ведется с подогревом заготовки и давильной оправки. Осуществляется подогрев пламенем горелки, установленной на станке со стороны, противоположной давильнику. Наряду с обычными газовыми горелками применяются и специальные, с широким факелом, охватывающим большую поверхность. Де­таль при выдавливании смазывается жаростойкими смазками, например, суспензией коллоидального графита, разведенного в тетрахлориде. Точность деталей, полученных выдавливанием на токарно-давильных станках, достигает 0,01—0,02 диаметра де­тали. Чистота поверхности — до 7—9 класса.

При работе с ручной подачей инструмента, когда усилие на давильнике и его подача могут изменяться в широких, объек­тивно не контролируемых пределах, часты случаи брака по уто­нению стенок. Особенно часто это бывает на участках с малыми радиусами кривизны, где усилие нажатия давильника должно быть максимальным. Поэтому силовые детали, изготовленные на токарно-давильных станках, проходят сплошной контроль по толщине стенок.

Работа на обычных токарно-давильных станках малопроиз­водительна, требует больших затрат физического труда и высо­кой квалификации исполнителя. Эти недостатки устраняются

187-

при замене обычных токарно-давильных станков полуавтомата- ми с гидравлической подачей давильника, программируемой с помощью плоских копиров.

А/ 6.12. РОТАЦИОННАЯ ОБРАБОТКА ДАВЛЕНИЕМ

Называемая иначе ротационным выдавливанием или раскат- кой, отличается тем, что формообразование детали происходит со значительными изменениями толщины стенки заготовки.

Сущность процесса и основные расчеты

Ролик давильника 1 (рис. 6. 15), перемещаясь вдоль обра- зующей оправки 2, сдвигает в направлении подачи находящий- ся в контакте с ним участок заготовки 3, ас ним вместе и всю деформированную, незафиксированную от перемещения в осе- вом направлении часть заготовки. Этот сдвиг распространяется ло винтовой линии с шагом, равным осевой подаче давильника.

В зависимости от направления течения металла различают прямое выдавливание, когда материал перетекает в направлении подачи давильника, и обратное, когда материал течет в направ- лении, обратном движению давильника. В первом случае длина оправки равна длине детали, во втором — такой зависимости .нет.

Методика расчета напряжений и усилий при ротационной об- работке давлением еще достаточно не разработана. При фор- мовке детали из толстостенной заготовки усилие на давильнике во много раз меньше усилия, необходимого для перетекания :металла, за счет уменьшения диаметра фланца (как это проис- ходит при вытяжке в штампах). Поэтому диаметр заготовки остается неизменным и равен наибольшему диаметру детали, а толщина, форма и размеры заготовки жестко связаны с кон- фигурацией и размерами детали, условиями равенства объемов материала на соответствующих участках заготовки и детали. Так, например, при формовке детали 4 из заготовки 3 (рис. 6. 15, а) дно детали с диаметром d и толщиной s образуется из централь- ного участка заготовки с такими же размерами, а коническая часть с образующей I формуется из кольцевого участка заготов- ки с диаметрами D и d и толщиной s₃.

Толщина конической части детали определяется из усло- вия равенства объемов s_Rl=s₃(D — d) или s_a=s₃sina.

Предельные значения угла а определяются пластическими свойствами материала заготовки, ограничивающими степень ее деформации -ф при утонении,

где s_s — толщина заготовки; 5_Д — толщина детали на наиболее утоненном участке.

168-

Рис. 6. 15. Схема ротационной обработки давлением:

а—схема выдавливания конической детали за один переход; б—вы­давливание конической детали за два перехода; в—выдавливание ко- •нической детали с переменной толщиной стенки; г—выдавливание сфе­рической детали: 1—давильник; 2—оправка; 3—заготовка; 4—готовая деталь

189-

Для плоских заготовок ψ= (1 —sin а) • 100, где а — поле- вина угла при вершине конуса.

Для материалов с пониженными пластическими свойствам» (ЗОХГСА, Х17Н2, АМгб) ψ ≤50%.

Для металлов с удовлетворительной пластичностью (Ст20; СН2, Д16, АМгЗ и др.) ψ≤66%.

Для материалов с хорошей пластичностью утонение стенки может достигать 70—75% от исходной толщины. В отдельных, случаях за один переход удается получить утонение до 90%.

Рис. 6. 16. Типовые детали, получаемые ротационной обработкой давле- нием

Таким образом, при хорошей пластичности металла значение- угла а для одного перехода доходит до 30° (не менее). Значе- ние -ψ может быть увеличено подогревом заготовки в зоне дефор- мации.

Если по условиям пластичности металла деталь не может быть выполнена за один переход, операцию разбивают на не- сколько переходов (см. рис. 6. 15, б). В этом случае толщина стенки после каждого из переходов определяется, как и при фор- мовке, за один переход

С появлением специализированных токарно-давильных полу- автоматов с гидравлической подачей давильников, обеспечива- ющей очень высокие давления, до 300 кгс/см², ротационная об- работка давлением стала широко применяться для получения: полых деталей самолета, имеющих форму тел вращения с пере- менной толщиной стенки.

При опытном и мелкосерийном производствах таким спосо- бом целесообразно получать тонкостенные высокопрочные обо- лочки цилиндрической, конической и оживальной формы как с внутренним, так и с наружным оребрением и пассивными закон- цовками из высокопрочных, жаропрочных и нержавеющих ста- лей, сплавов титана, никеля, молибдена, алюминиевых сплавов Д16, АЦМ, АМгб и др. (рис. 6. 16).

Так, в частности, получают обечайки баков, корпуса двига- телей, заготовки для сильфонов, оболочки самолетов и т. д., мно- гие из которых раньше изготавливались сварными и клепаны-

190-

ми. Переход на бесшовные конструкции корпусов двигателей, работающих под большим давлением в условиях двухосного рас­тяжения, уменьшает вес обечаек и соответствующий расход вы­сокопрочных сталей на 10—20%.

Ротационной обработкой давлением можно получить крупно­габаритные полые детали вращения с толщиной стенки менее Ю,4 мм, что при механической обработке весьма сложно и связа­но с большими отходами металла в стружку. Возможности полу­чения полых деталей (Вращения со сложными очертаниями зна­чительно расширяются при сочетании ротационной обработки давлением с обычными токарно-давильными процессами.

Ротационная обработка давлением повышает исходные меха­нические свойства материала в результате упрочнения, вызы­ваемого большими степенями деформации. Так, например, сталь СН2, имевшая до операции предел прочности 0_В=13О кгс/мм² и предел прочности ст_в = 130 кгс/мм² и предел текучести сто,2= = 105 кгс/мм², после операции имела соответственно ст_в= = 185 кгс/мм² (повысился на 40%) и ст»2=178 кгс/мм² (повысил­ся на 70%).

Выдавливанием с утонением можно получать тонкие листы со значительно увеличенными механическими свойствами, име­ющие переменную толщину, ребра, утолщенные кромки, что до­стигается разрезкой и развертыванием в лист выдавленных крупногабаритных обечаек.

Современные станки для ротационной обработки давлением позволяют получать из нержавеющих и жаропрочных сталей де­тали с диаметром более 1500 мм и длиной более 3000 мм с чи­стотой поверхности до 7—9 классов и точность размеров выше 4 класса, а в отдельных случаях — до 8 класса.

Заготовками для получения конических деталей как с пря­молинейными, так и с криволинейными образующими служат вырезанные из листа диски, трубы, цилиндрические или кониче­ские чашки, полученные сваркой из листа, вытяжкой в штампах или отливкой. Число переходов зависит от формы заготовки и .детали. При изготовлении стальных деталей за один переход можно получить конусные детали с углом конуса до 30° (не ме­нее) , а при изготовлении из алюминиевых сплавов — до 20°. Для получения из плоской заготовки цилиндрической детали •операция разбивается на два перехода: а) выдавливание из пло­ской заготовки полуфабриката — усеченного конуса с углом до 35°; б) выдавливание из полуфабриката цилиндрической детали.

Как уже указывалось, нормативы по ротационной обработке давлением мало разработаны. Оптимальные окружные скорости на давильнике обычно лежат в пределах 20—25 м/мин. Увели­ченные окружные скорости позволяют увеличивать продольную

Технология ротационной обработки давлением

191-

подачу давильника без превышения допустимых значений подач на один оборот детали. Наилучшая чистота поверхности дости­гается при подаче 0,1—0,25 мм/об. С увеличением подачи уве­личивается производительность труда, но ухудшается качество поверхности, на которой появляются следы давильного ролика. При подачах 1,5—2 мм/об качество поверхности резко снижает­ся, а при выдавливании тонких деталей из легких сплавов воз­можен даже обрыв детали. Высота h гребешков на поверхности детали связана с радиусом R. рабочей кромки давильного роли­ка и его продольной подачей s мм/об зависимостью

По высоте гребешков h по ГОСТ 2785—51 находят класс чи­стоты поверхности. Из-за высоких давлений на роликах заготов­ка нагревается и требуется ее охлаждение. Обычно охлаждение ведется с помощью эмульсий, применяемых на металлорежущих станках. При особо тяжелых работах применяются специальные смазки, имеющие большую вязкость, а также фосфатные покры­тия поверхности заготовки.

При выдавливании за несколько переходов между перехода­ми дает отжиг. Отжиг необходим также и при выдавливании за один переход с большими коэффициентами утонения стенки.

Как для конических, так и для сферических деталей с по­стоянными или переменными толщинами $_д стенки исходным ус­ловием при расчете толщины и угла наклона стенки заготовки является равенство объемов металла v₃ заготовки и у_д детали, заключенных между двумя соответствующими сечениями заго­товки и детали (см. рис. 6. 15, г).

Для облегчения перетекания металла при ротационной обра­ботке давлением в ряде случаев применяют нагрев заготовки в зоне деформации. Газовая горелка — обычной конструкции или с широким факелом — укрепляется на суппорте со стороны, про­тивоположной давильнику, и в процессе обработки перемещает­ся вместе с ним. Температура нагрева заготовок обечаек из ста­лей 1Х18Н9Т и ЭИ811 колеблется в пределах 750—850° С.

Формовка начинается с участка плотного прилегания заго­товки и ведется в сторону большого диаметра. При толщине за­готовки более 1,5 мм малый торец заготовки фиксируется под­порной шайбой. При толщине листа менее 1,5 мм такой фикса­ции недостаточно, так как возможна потеря продольной устой­чивости стенок заготовки и сползания ее в сторону, обратную движению ролика. В этом случае вместо подпорной шайбы уста­навливается схватывающий прижим. Наличие сварных швов на чистоту обработки не влияет. Швы должны выполняться автома­тической сваркой. Выступание шва на внутренней поверхности заготовки не допускается. Зачистка шва должна быть выполнена

192-

заподлицо с основным металлом, без подрезов. С наружной сто­роны заготовки шов не должен выступать больше, чем на 0,2 мм.

Для изготовления конических обечаек как с прямолинейны­ми, так и с криволинейными образующими отечественной про­мышленностью выпущен горизонтально-давильный станок СДГ-20 (рис. 6. 17, а). На станке можно выдавливать оболочки,

Рис. 6. 17. Горизонтально-давильный станок СДГ-20 и схемы работы на нем:

а—общий вид станка; б—выдавливание одним роликом по копиру; в—выдавливание без утонения с помощью бустерного устройства; г—выдавливание двумя роликами; д—вы­давливание тремя роликами; /—ролик; 2—суппорт

имеющие постоянную и переменную толщину стенки с плавным или ступенчатым изменением этой толщины. Выдавливание мож­но вести одним, двумя или тремя роликами.

При выдавливании одним роликом по копиру усилие на нем не должно превышать 10 тс. Профиль копира повторяет наруж­ный контур детали. При схеме работы с тремя роликами, при­меняемой при выдавливании цилиндрических обечаек, ролики в радиальном направлении жестко связаны. Выдавливание можно вести как по прямой, так и по обратной схемам. На станке име­ется бустерное устройство для работы одним роликом с ручным управлением.

Варианты технологических схем обработки на станке даны на рис. 6. 17, б — д. Пример выдавливания детали с криволиней-

7 72

198

ной образующей по копиру одним роликом 1 ем. рис- 6.17,6. Поперечный суппорт 2 задней каретки устанавливается перпен­дикулярно образующей детали и перемещается в соответствии с профилем копира. На рис. 6. 17, в показана схема ручного выдав­ливания на станке одним роликом 1. Ролик перемещается вруч­ную, причем усилие на рукоятке ручного привода, равное 8—

Рис. 6.18. Бустерное устройство БУ-2:

а—общий вид; б—принципиальная гидросхема; /—плита; 2—гидроцилиндр попереч- ной подачи; 3—гидроцилиндр поворота; 4—рукоятка управления; 5, 7—золотники; 6—регулятор давления; 8—гидронасос; 9—ролик

10 кгс, увеличивается бустерным устройством станка до 5 тс. Бустерное устройство дает станку преимущества простого токарно давильного станка — дешевизну и быстроту переналадки на изготовление новых деталей.

При больших усилиях на ролике выдавливание ведется по копирам двумя диаметрально расположенными роликами 1 (см. рис. 6. 17,г), что разгружает станок от осевых усилий, устраняет разностенность детали и позволяет вести процесс с усилием на роликах, доходящим до 20 тс.

194-

На рис. 6. 17,(9 приведена схема формовки цилиндрической детали. Три ролика 1, жестко связанные между собой, имеют подачу только вдоль оси вращения детали.

Бустерные усилители позволяют использовать для ротацион­ной обработки давлением большинство моделей универсальных токарных и лобовых станков. Появляется возможность изготов­ления крупногабаритных деталей с размерами, соответствующи­ми высоте центров лобового станка. Станки для изготовления таких крупногабаритных деталей обычно изготавливаются с вер­тикальным расположением шпинделя и представляют собой до­рогостоящее оборудование.

Бустерный усилитель БУ-2, устанавливаемый на суппорте лобового станка вместо резцедержателя (рис. 6. 18), имеет два гидравлических цилиндра: цилиндр 2 поперечной подачи и ци­линдр 3 поворота. Совместное действие этих цилиндров воспро­изводит движения, которые выполняет давильник при ручном выдавливании. При этом усилие руки давильщика, требующееся лишь для перемещения плунжеров золотников, увеличивается на ролике по 2 тс (такое усилие развивает каждый из цилиндров). При перемещении рукоятки 4 следящий золотник 5 цилиндра поперечной подачи и следящий золотник 7 цилиндра 3 поворо­та, связанные с рукояткой 4 тросами боудена, открывают проход маслу, подаваемому от гидронасоса, в правую или левую поло­сти цилиндров, перемещающих давильный ролик 9. Усилие, со­здаваемое цилиндром 2 поперечной подачи, бесступенчато регулируется в пределах от нуля до максимума с помощью регу­лятора давления 6. Питается система лопастным гидронасосом 8, развивающим давление, равное 50 кгс/см².

Раскатка

Процесс выдавливания с утонением цилиндрических оболочек получил название «раскатки». Раскатка ведется одним, двумя или тремя одновременно работающими роликами. В отдельных случаях, в частности, при выдавливании тонкостенных стака­нов — заготовок для сильфонов — число роликов может быть увеличено до двенадцати. Это обеспечивает увеличенное осевое усилие, необходимое для передвижения заготовки по оправке.

Для получения тонкостенных цилиндрических деталей с пере­менной толщиной стенок заготовки также должны иметь цилин­дрическую форму. Они получаются из листа, прессованной или катаной трубы, из раскатанных колец, кроме того, отливкой и поковкой; и могут быть как монолитными, так и сварными.

Объем металла заготовки равен объему металла детали плюс технологические припуски (на обрезку готовой детали, на зажа­тие заготовки, и на выход ролика). Внутренний диаметр заго­товки берется на 0,1—0,4 мм больше диаметра оправки. Длина заготовки по соображениям экономики — небольшая, за счет

195

увеличения толщины стенок. Это увеличение ограничивается мощностью станка и допустимыми степенями деформации метал­ла заготовки. Увеличение толщины стенки заготовки также при­водит к раскатке детали — увеличению ее внутреннего диаметра. Это явление делается заметным при толщине стенки свыше 4— 6 мм.

Одновременно с утолщением стенок заготовки несколько увеличивается разностенность деталей. Раскаткой получаются детали и с постоянной и с переменной толщиной стенок, изме­няющейся плавно или уступами, в виде буртиков, поперечных ребер и заплечиков (см. рис. 6. 16,6, в, г). Толщина наружных буртиков не должна превышать толщину заготовки. Толщина внутренних бортов устанавливается для каждой конкретной де­тали эмпирически. Утолщение внутрь детали может быть выпол­нено только с одного конца (см. рис. 6. 16, г).

В зависимости от режимов и материала чистота поверхности деталей, полученных раскаткой, колеблется в пределах 4— 9 класса (ГОСТ 2789—73). Точность размеров по толщине стен­ки достигает ±0,05 мм. Точность по диаметру — до 3—4 клас­са. На чистоту и точность обработки значительное влияние ока­зывают смазка и охлаждение заготовки. В качестве охлаждаю­щей жидкости обычно используются эмульсии, применяемые на металлорежущих станках. В качестве смазки применяются: при изготовлении деталей из стали — машинное масло; при изготовле­нии деталей из титановых сплавов — коллоидный графит, в ча­стности, коллоидный препарат В-1.

Раскатку деталей из титановых сплавов ведут с зональным нагревом заготовки пламенем газовой горелки, устанавливаемой на суппорте станка со стороны, противоположной давильнику. В качестве примера рассмотрим процесс раскатки на станке СРГ-1.

Станок СРГ-1 (рис. 6. 19, а) предназначен для изготовления только цилиндрических деталей из высокопрочных сталей глад­ких и с наружными ребрами по прямому и обратному способам. Обработка ведется тремя роликами или с помощью шариковой обоймы. Давильная оправка крепится на планшайбе передней бабки 7 и на центре задней бабки 8, центр перемещается с по­мощью гидроцилиндра. Продольная подачи каретки, несущей три давильных ролика по направляющим станины, также осу­ществляется с помощью гидроцилиндров 10. Поперечная подача давильных роликов, закрепленных на роликодержателях гидро­цилиндров И поперечной подачи, также гидравлическая. Для установки роликов в рабочее положение станок снабжен гидро­упорами. Для охлаждения роликов и деформируемого участка заготовки на станке установлена система жидкостного охлажде­ния. Схема выполнения операции на станке показана на рис. 6. 19,6, в, г. Заготовка 5 устанавливается на оправку 4, закрепленную на шпинделе 1 станка и снабженную съемным

196-

кольцом 2. После прижатия заготовки вращающимся центром & задней бабки ролики 3 устанавливаются на размер и включа- ется их продольная подача (см. рис. 6. 19, в). По окончании процесса давильные ролики и центр отводятся и готовая деталь снимается с оправки с помощью кольца 2 (см. рис. 6. 19, г). Техническая характеристика отечественных станков для ро- тационной обработки давлением дана в табл. 6. 4. Таблица 6.4 Технические характеристики станков для ротационной обработки давлением Характеристики	3P-5S	TT-53	ТТ-76	СДГ-20	СРГ-1
Наибольший диаметр	520	900	1200	1200	1000
заготовки, мм
Наибольшая длина де­	700	600	1500	1200	3000
тали, мм
Усилия на давильни-	—	—	—	20000	40000*
ке, кгс
Предельная частота	350-2780	—	—	32—1040	11-460
вращения шпинделя,
мин-1
Габариты станка, мм		4150Х	8350 X	7075 X	13800X
		хзюох	Х7000Х	Х5450Х	Х4000Х
		Х2000	Х2670	Х3900	X 4400J
Максимальная толщи­	2,5	8	—	—	—
на обрабатываемого ли­
ста из цветных спла­
вов, мм
Число давильных ро­	1	1	2	3	а
ликов

* Каждого из трех роликов.

Оснастка для ротационной обработки давлением

При выдавливании деталей из малоуглеродистых сталей и алюминиевых сплавов оправки изготавливаются из стали 45 с термообработкой HRC 35—40 из поделочных углеродистых ста­лей или из чугуна. Выдавливание деталей из высокопрочных сталей производится на оправках из инструментальных сталей высокой твердости, в частности, ШХ15, ГХЗ и др. Чистота по­верхности оправки не менее 8 класса ГОСТ. Чтобы следы обра­ботки оправки не отпечатались на поверхности детали, оправки полируются. Биение рабочей части оправки, после установки на станке и прижатия пинолью задней бабки, не должно превышать 0,05 мм, а при выдавливании тонкостенных деталей — 0,02 мм. Разница в диаметрах цилиндрической части, отнесенная ко всей

а

198

длине оправки, не должна превышать 0,05 мм, причем уменьше- ние диаметра со стороны, прилежащей к шпинделю станка, не допускается и в этих пределах.

Для ротационной обработки давлением применяются исклю- чительно роликовые давильники. Наружный диаметр ролика обычно берется в пределах 200—300 мм. Увеличение этого диа- метра вызывает увеличение площади его соприкосновения с де-

Рис. 6.20. Ролики для ротационной обработки давле­нием:

а—для обкатки деталей из титана и высокопрочных сталей; б— для выдавливания мягких материалов; в—универсальный ро­лик для получения конусных деталей из плоских заготовок; г— -универсальный ролик для получения конусных деталей из коль­цевых заготовок; Э—универсальный ролик для обработки ци­линдрических деталей

талью и, следовательно, уменьшение, при неизменной величине усилия на давильнике, удельного давления на заготовку.

Изготавливаются ролики из инструментальных сталей. При обычных работах — из сталей типа Х12М с термообработкой до HRC 59—61; при формовке деталей из высокопрочных материа­лов— из сталей Р18 Х12Ф1 с термообработкой до HRC 61—63. Из дорогостоящих инструментальных сталей делается только рабочая часть ролика (остальная часть из стали 45). Материал и термообработка роликов должны исключать налипание на них материалов заготовки. Чистота рабочей поверхности ролика — не ниже V 9 ГОСТ. Профиль рабочей части ролика выбирает­ся соответственно твердости материала заготовки и характеру обработки.

Для обкатки цилиндрических деталей из титана и высоко­прочных сталей применяются ролики с профилем, показанным ца рис. 6. 20, а. Если заготовка выполнена из мягких материа­

199-

лов (алюминиевых сплавов, малоуглеродистых сталей), то пе­ред рабочим калибрующим пояском А делается направляющий поясок Б (см. рис. 6.20,6), препятствующий образованию на­плыва впереди ролика. Чем меньше угол наклона гребня А ро­лика и больше калибрующий поясок, тем больше явление рас­катки— увеличение внутреннего диаметра детали). С увеличе­нием ширины калибрующего пояска, улучшается чистота поверх­ности детали. Однако при увеличении этой ширины до (8—10) s мм/об (где s мм/об — продольная подача ролика) оработанная поверхность может шелушиться. Обычно станок оснащается уни­версальными роликами трех типов (ем. рис- 6.20, в—д).