Сущность
процесса горячей штамповки заключается
в том,
что заготовку, нагретую до
состояния пластичности (например
сталь
— до температуры около 1200°С), помещают
в штамп и
давлением (при штамповке
на прессе) или ударами (при штам-
повке
на молоте) заставляют заполнить рабо-
чую
полость штампа, имеющую форму
изго-
тавливаемой детали. При штамповке
на прес-
сах деталь формуется за один
ход. При штам-
повке на молотах может
потребоваться нес-
колько ударов.
Для
получения доброкачественной штам-
повки
необходим некоторый излишек
металла,
который, перетекая через
облойный мостик 1
в облойный магазин
2
(рис. 13.1) обеспечива-
ет гидростатическое
давление, гарантирующее
заполнение
всех деталей рабочей полости.
Горячая
штамповка — прогрессивный,
вы-
сокопроизводительный и экономичный
способ
получения пространственных
деталей, имею-
щих переменную величину
поперечных сече-
ний.
Детали, полученные горячей штамповкой,
прочнее таких же
но размерам,
вырезанных из целой заготовки того же
материа-
ла на металлорежущих станках.
Это происходит, потому что
волокна
материала при горячей штамповке
располагаются па-
раллельно контуру
детали, в то время как при изготовлении
на
металлорежущих станках они
перерезаются.
Все
детали, полученные в одном штампе, в
заданных допус-
ках взаимозаменяемы,
что дает значительные преимущества
в
технологическом процессе.
Производительность горячей штам-
повки
во много раз выше обработки на
металлорежущих стан-
ках. При
изготовлении деталей сложных
пространственных кон-
фигураций
горячей штамповкой стоимость их при
серийном и
массовом производствах
снижается в десятки раз. Потери ме-
талла
при этом резко сокращаются. Применение
горячей штам-
'376
Рис.
13.1. Схема течения
металла прн горячей штамповке:
I—мостик;
2—магазин13.1. Горячая штамповка Технологическая характеристика процесса
Глава 13
Изготовление деталей самолета горячей и холодной объемной штамповкой
Рис.
13. 2. Детали самолета, получаемые горячей
объемной штамповкой
Выгода
замены клепаных панелей самолетов,
соединяющих
в одном узле большое
число деталей обшивки, продольного
и
поперечного
наборов, цельноштампованными настолько
очевид-
на, что монолитные
цельноштампованные панели сделались
в
современных
самолетах обычным элементом конструкции.
В са-
молетостроении,
где штамповкой изготавливается до 85%
всех
деталей,
горячей объемной штамповкой получают
большое
чис-
ло
деталей, начиная с крупногабаритных
(весом свыше 1000
кг)
монолитных
панелей и кончая качалками и кронштейнами
сис-
тем
управления самолетом и фитингами
гидросистем.
Горячей
штамповкой
получаются также шпангоуты и другие
элементы
поперечного
силового набора фюзеляжа (рис. 13.2), узлы
шас-
си
и т. д.
Разновидности
процесса, оснастка и оборудование
В
зависимости от формы изготавливаемой
детали, физико-
,
механических свойств ее металла и
объема производства приме-
няют
несколько видов штамповки: одноручьевую,
многоручьевую,
.
комбинированную, безоблойную. При
одноручьевой
штамповке
•штамп
имеет только одну рабочую полость
(ручей — чистовой).
'Так
штампуются детали только очень простой
формы из
сор-
тового
проката.
377
повки
позволяет объединять несколько деталей
в одну, уменьшая вес конструкции самолета
в целом.
Пример.
Замена клепаных сборных лонжеронов
истребителя цельноштампованными
уменьшила вес машины на 45 кг.
При этом
272 детали и 3200 заклепок были соединены
в 4 цельно- штампованные детали
(лонжерона).
Многоручьевая
штамповка
— основной вид горячей штамповки в
серийном и массовом производствах.
Штамп при этом способе имеет несколько
рабочих полостей (ручьев), в которых
последовательно формуется деталь.
Сначала идут заготовительные ручьи,
в которых из стандартного проката —
прутка формуется заготовка детали,
набирается материал на участках
увеличенных сечений детали, создаются
базовые поверхности для фиксации в
отделочных ручьях, удаляется окалина,
которая
а—штамп
для формовки рычага: 1
и
2—заготовительные ручьи;
3 и
4—отделочные ручьи; 5—нож;
б—последовательность
формовки в многоручьевом штампе
недопустима
в чистовых ручьях (если окалину не
удалить, она в чистовых ручьях запрессуется
в поверхностные слои детали). После
заготовительных ручьев следуют
отделочные — черновые и чистовые, в
которых деталь приобретает окончательный
вид.
На
рис. 13.3 изображен четырехручьевой штамп
для формовки шатуна. Заготовительные
ручьи
1 и 2
обеспечивают такое распределение
материала заготовки, при котором в
отделочных ручьях
3
и
4
этот материал перетекает в основном в
направлении, перпендикулярном
длинной оси детали. Иначе говоря, в
каждом сечении площадь поперечного
сечения заготовки должна быть равна
сумме площадей соответствующего
поперечного сечения детали и облоя.
Отштампованная деталь отрезается от
ирутка-заготовки на ноже 5.
Как
в заготовительных, так и в отделочных
ручьях необходимы штамповочные
уклоны, величина которых зависит от
формы
и материала заготовки и наличия
выталкивателя в штампе (значения уклонов
берутся по таблицам). Важным моментом
проектирования штампа для горячей
штамповки является выбор линии разъема.
Разъем должен обеспечивать свободный
съем-
Рис.
13.3. Четырехручьевая штамповка:
'378