Минимальное и максимальное расстояние между ребрами штамповки обусловлены процессом перетекания материала за- готовки и ее температурными деформациями. Детали с двутав- ровыми и швеллерными сечениями, если это позволяет силовая схема нагрузки детали, удобно заменять деталями с крестооб- разными или тавровыми сечениями. Если это позволяет прочно- стной расчет, в полотне детали следует предусмотреть отверстия облегчения, места которых при штамповке выгодно использовать для собирания избыточного материала, что улучшает заполнение полости штампа и повышает качество штамповки.

Допуски и припуски на размеры деталей, получаемых горячей штамповкой

При проектировании заготовок и деталей, получаемых горя- чей штамповкой, допуски и припуски берутся по нормалям

'381

ВНИИНмаш или по заводским нормативам. При использований этих нормативов необходимо учитывать, что не следует назна­чать жесткие допуски там, где в этом нет необходимости, так как это значительно удорожает деталь, усложняет технологию и уменьшает производительность труда.

Штамповки из легких сплавов на всех участках поверхности» кроме линии разъема, имеют шероховатость, соответствующую знаку а на участках обрезки облоя — знаку Этому же знаку соответствует чистота всех поверхностей стальных штам­повок.

У штамповок из титановых сплавов на поверхностях, не обра­батываемых механически, а подвергаемых травлению, для уда­ления дефектного слоя травлением предусматривается припуск» равный 0,5 мм. Допуски на размеры элементов, обрабатывае­мых в дальнейшем на металлорежущих станках, назначаются по 6 классу точности.

Допуски на дуралюминовые штамповки, изготовляемые на молотах и прессах, делятся на два класса. К первому классу относятся размеры между необрабатываемыми поверхностями. На эти размеры допуски должны быть более жесткими, так как они окончательные. Ко второму классу отнесены допуски на размеры между обрабатываемыми поверхностями, корректируе­мые механической обработкой.

Отклонения вертикальных размеров (перпендикулярных плос­кости, разъема штампа) больше, чем отклонения размеров, па­раллельных плоскости разъема (вторые зависят только от точ­ности изготовления штампа, на первые же влияет и смыкание верхней и нижней части штампа в процессе штамповки).

Штампованно-сварные детали

При сложной форме детали, требующей при ее штамповке большого числа переходов, сложных штампов и последующей трудоемкой механической обработки, целесообразно применять штампованно-сварные конструкции. При этом способе деталь сваривается из отдельных простых элементов, полученных в про­стых штампах с точностью, исключающей необходимость после­дующей механической обработки.

13.3. Холодная объемная штамповка Технологическая характеристика процесса

Горячая объемная штамповка имеет ряд недостатков; выго­рание легирующих присадок с поверхностных слоев отштампо­ванной детали, относительно небольшая точность размеров и малая чистота поверхности. В поверхность детали, окисляющую­ся при нагреве, часто вштамповываются частицы окалины. Поскольку в большинстве случаев работающими элементами

'382

детали являются ее наружные поверхности, которые и должны иметь точный химический состав легирующих присадок, — ме- ханическая обработка на возможную толщину дефектного слоя необходима и стоимость детали, очень небольшая после штам- повки, в результате механической обработки возрастает в не- сколько раз.

Перечисленные недостатки не возникают при холодной объ- емной штамповке. По характеру деформаций и по построению технологического процесса холодная объемная штамповка ана- логична горячей штамповке, но в отличие от последней процесс ведется без нагрева заготовки, в холодном состоянии.

Поверхностный слой детали химически однороден с основной ее массой. Чистота поверхности деталей достигает 6—8 классов по ГОСТ 2789—73. Точность детали в плане соответствует точ- ности изготовления штампа, а отклонения по высоте детали при оптимальных условиях не превышают 0,02—0,05 мм.

Особенно эффективно применение холодной объемной штам- повки при массовом производстве деталей, сочетающих слож- ную пространственную конфигурацию с высокой чистотой обра- ботки (медицинские и хирургические инструменты, крепежные нормали со сложной конфигурацией и т. д.). Холодная объемная штамповка в ряде случаев значительно эффективнее даже таких производительных процессов, как штамповка-вытяжка из листа, а трудоемкость уменьшается в 5—10 раз, причем стоимость из- готовления штампов сокращается в 3—5 раз.

Существующее отечественное оборудование позволяет полу- чать холодной объемной штамповкой детали с площадью гори- зонтальной проекции до 10 000 мм² при высоте до 25 мм. В хо- лодном состоянии могут штамповаться детали из углеродистых сталей 10, 20, 30, 40, 50, из легированных сталей 40Х, ЗОХГСА, 12ХНЗА, И8ХНВА, 40ХНМА, 1Х18Н9Т и других, а также из цветных металлов и их сплавов — красной меди, латуни J168 и Л62, алюминия и его сплавов Д1, Д16, АК4, АК6, АК8.

Детали по конфигурации могут быть самыми различными: ступенчатыми (рис. 13.5, а), с односторонними и двусторонними бобышками (см. рис. 13.5, бив), полыми круглыми с фланцем и без фланца (см. рис. 13.5,г), полыми некруглыми чашками и коробками (см. 'рис- 13.5,5 и е) и полыми ступенчатыми (см. рис. 13.5, ж).

В самолетостроении холодной объемной штамповкой изго- товляют детали управления самолетом и двигателем (наконеч- ники тяг, рычажки), крепежные детали, арматуру трубопроводов и даже такие ответственные детали, как стальные полые лопа- сти крупных воздушных винтов турбовинтовых двигателей. Холодной объемной штамповкой трудно получить острые углы

с радиусом скругления, меньшим 0,5 мм) и участки с резкими изменениями сечений.

'383

Рис. 13.5. Детали, получаемые холодной объемной штамповкой

Основным показателем, характеризующим деформации ме­талла при холодной объемной штамповке, является степень де­формации е, определяемая отношением

Разновидности процесса, деформации и усилия

( В зависимости от технологического назначения, характера деформаций и объема перераспределяемого материала разли­чают семь способов холодной объемной штамповки: 1) клейме­ние; 2) чеканка; 3) калибровка; 4) осадка; 5) объемная фор­мовка; 6) высадка; 7) холодное выдавливание (прессование).

где Н₀ — начальная высота заготовки; Я — конечная высота детали.

Или (для операций холодного выдавливания)

где F₀ — площадь сечения заготовки; F детали.

площадь сечения

'384

Усилие штамповки определяют по формуле P=Fq, где Р — усилие, кгс; F — площадь проекции штампуемой детали на плоскость, перпендикулярную движению ползуна, мм*; q — удельное давление сжатия, кгс/мм².

Величина q зависит от целого ряда факторов: механических свойств металла заготовки, соотношения геометрических разме­ров заготовки, скорости деформации, тления между заготовкой и штампом, схемы деформации. В конце процесса q может быть в несколько раз больше, чем в начале деформации.

Рис. 13.6. Схема высадки:

а—за один переход; б—за два перехода

Из всех операций холодной объемной штамповки наиболь­шее значение в самолетостроении имеет вщадка.

^Высадда — операция, посредством которой производится утолщение заготовки путем перераспределения и перемещения объема металла (рис. 13.6). Высадка . широко применяется при изготовлении заклепок, винтов, анкерных и самоконтрящихся гаек. При выполнении операции на высокопроизвбдительнъГххо- лодновысадочных автоматах требуется значительно меньшие за­траты труда и металла, чем при изготовлении тех же деталей на металлорежущих станках или штамповкой-вытяжкой из ли­ста.

При высадке деталь с головкой (типа заклепок, винтов) обычно получают за одну операцию в несколько переходов. Чис­ло переходов зависит от величины объема материала, необхо­димого для образования головки и приведенного к относительной длине Ijd высаживаемого стержня l=4v/nd², где / — длина заго­товки, необходимая для образования головок, мм; v — объем головки, мм³; d — диаметр заготовки, мм.

'385

Если головка плоская и D/h>4,5 (где D — диаметр головки; h — высота головки), то при //£><2,5 высадку ведут за два или три перехода. При l/D>8 головку получают за две операции с промежуточным отжигом. Высадку полукруглых головок со шлицем (см. рис. 13.6, б) цри l/d<2,5 выполняют за два пере­хода. Для получения головки повышенной точности требуется до­полнительный калибровочный удар. Чтобы установить необходи­мое число операций и переходов при высадке, можно пользовать­ся табл. 13.3. Таблица 13.3	Относительные размеры высаживаемой
Число		/ час1и		Высаживаемые детали
переходов (ударов)	Ud	Dlh	Dfd
1	2,5	4,5	2,2	Заклепки, винты, шу­рупы с полукруглой, по­тайной и полупотайиой головками
2	2,5—5	4,5-8,5	2,2-2,6	Заготовки болтов, за­клепки, винты, с цилинд­рическими головками, го­ловки с усом или квад­ратным подголовком
3	5-8	8,5-10	2,6-4	Винты с крестообраз­ным шлицем, болты с на­ружным и внутренним шестигранником ^^

Высадкой можно получить поверхности с чистотой до 6—7 класса по ГОСТ 2789—59. Точность размеров деталей, получае- //"/X мых высадкой, по длине — в пределах"4=^5~класса, по диаметру ^в пределах 3—4 класса (при тщательной изготовлении и не­сколько уменьшенной стойкости высадочного инструмента — до 2 класса точности).

Оснастка и оборудование

Штампы для холодной объемной штамповки обычно изготов­ляют с устройством для съема готовой детали и с быстросмен­ными рабочими частями — матрицей и пуансоном (из-за их ма­лой стойкости). При штамповке деталей из сталей 10 и 20 стой­кость штампов составляет от 3000 до 5000 деталей. При такой стойкости рабочие части приходится часто заменять. При штам­повке деталей из цветных сплавов, когда стойкость штампов зна­чительно выше, и при небольшой программе производства вы-

'386