емной штамповкой изготовляют детали, масса которых не более 5 кг, а размеры в плане не превьпыают 100 мм. Ограничение вызвано необходимостью создавать высокие удельные деформирующие силы, допустимые значения которых в зависимости от прочности инструмента не должны превьииать 2000 - 2500 МПа Этим условиям удовлетворяют стали Р6М5, Х12Ф1, Х12М и др. Что касается допустимых давлений на боковую поверхность матриц, то они не должны превышать 1000 - 1500 МПа.

Применение холодного вьщавливания в плавающих матрицах или с активным действием сил трения позволяет на 10 - 15 % снизить удельную деформирующую силу, что существенно повышает стойкость рабочего инструмента.

Использование твердых сплавов (например, ВК20) для изготовления рабочих деталей штампов для холодного вьщавливания, а также последующая обработка их в условиях сверхвысокого гидростатического давления позволяют повысить стойкость рабочего инструмента на порядок (до 200 - 400 тыс. циклов нагружений).

Создание условий, обеспечивающих режим неполной горячей деформации, позволяет повысить стойкость рабочего инструмента и расширить область применения штамповки выдавливанием деталей из более прочных сталей и сплавов. Эффективным способом расширения возможностей холодного выдавливания является применение новых смазочных материалов, обеспечивающих уменьшение коэффициента трения до 0,05.

Холодная листовая штамповка обеспечивает возможность изготовления заготовок деталей самого разнообразного назначения ( это различного рода сосуды, облицовочные детали, зубчатые колеса и др.).

Изготовленные чистовой вырубкой детали имеют такую точность размеров и качество поверхности, что последующей механической обработки не требуется. КИМ в листоштампо-вочном производстве достигает 0,8 - 0,95.

Применение процессов штамповки деталей с использованием ультразвука, на термопрессах и других процессов также расширяет возможности кузнечно-штамповочного кроиз-водства.

1.7. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОЧНОСТИ

И МЕТАЛЛОЕМКОСТИ В КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Класс точности поковки устанавливается в зависимости от технологического процесса и оборудования для ее изготовления, а также исходя из предъявляемых требований к точности размеров поковки.

Допускаются различные классы точности для разных размеров одной и той же поковки.

При этом класс точности определяется по преобладающему числу размеров одного класса точности, предусмотренному чертежом поковки, согласовывается между изготовителем и потребителем указывается в технических условиях на чертеже поковки.

Отходы металла, которые идут в стружку при получении детали из поковки, складываются из объемов металла на припуски и напуски. Припуски - предусмотренное одностороннее увеличение размера поковки по сравнению с номинальным размером детали, обеспечивающее после обработки резанием и термической обработки требуемые размеры детали и необходимую шероховатость ее поверхностей. Припуски на обработку резанием назначают в зависимости от класса точности поковки, группы стали, степени сложности и массы поковки, а также шероховатости и размеров детали. Припуск должен учитывать все технологические операции обработки поковок (штамповку, механическую обработку, термообработку, сварку, вырезку образцов и т.д.). Напуск - увеличение припуска с целью упрощения конфигурации поковки из-за невозможности или нерентабельности ее изготовления с контуром, соответствующим контуру детали. К напускам относятся и штамповочные уклоны.

Допуск - отклонение размеров поковки от номинального, обусловленное неточностью изготовления, недоштамповкой, изнашиванием ручья штампа, температурными колебаниями, короблением поковки и т.д.

Точность изготовления поковки, т.е. степень приближения ее к размерам детали, непосредственно влияет на полезный расход металла для изготовления детали. Однако на потери металла при изготовлении детали из поковки влияют и другие факторы. Вся необходимая масса для изготовления детали определяется нормой расхода Металла. В норму расхода металла (в кг) на деталь входят

масса детали и все потери (отходы) металла на всех этапах технологического процесса от разделки проката на заготовки под штамповку до окончательной механической обработки:

Здесь Л/р - масса отходов металла, образующаяся при раскрое одного прутка, бунта, рулона на исходные заготовки; - потери металла, связанные с проведением заводских и

внезаводских испытаний изделий; - масса отхода металла в процессе штамповки в кузнечном цехе (облой, окалина, клещевина и т.п.); - масса отхода металла, которая

идет в стружку при изготовлении детали в механическом цехе.

Эти потери складываются из потерь от припусков и напусков, величины которых в значительной степени зависят от технического уровня КШП, а также от припусков, связанных с механической и термической обработками.

Характеристиками точности и металлоемкости в КШП служат: коэффициент использования металла к, коэффициент использования металла в КШП или коэффициент выхода годного j. , коэффициент массовой точности (или выхода годного в механическом цехе) kfj [12].

Коэффициент использования металла определяется отношением массы детали к

норме расхода металла :

Коэффициент выхода годного характеризуется отношением массы поковки к норме расхода металла :

Коэффициент массовой точности определяется отношением массы детали Мд к массе поковки Mj,:

в табл. 1.30 и 1.31 приведены значения этих коэффициентов при производстве поковок рааличной массы, а также дано примерное распределение потерь металла по видам производства.

1.30. Коэффициент выхода годного в кузнечном цехе от нормы расхода металла

Масса штампованных поковок, кг

1.31. Средние значения коэффициента использования металла и отходов для цехов массового и крупносерийного кузнечно-прессового производства [12]

Продолжение табл. 1.31

Приведенный анализ потерь металла свидетельствует, что коэффициент использования металла к является наиболее общим показателем, отражающим технический уровень кузнечно-штамповочного, термического и механического производств. Коэффициент выхода годного не способствует уменьшению припусков и напусков. Коэффициент массовой точности /м.т. характеризует точность поковки, однако не стимулирует снижение расходов при раскрое и горячей штамповке (облой, окалина).

Из трех приведенных коэффициентов наиболее часто для оценки точности поковок и металлоемкости в КШП используется коэффициент к. Для повьшхения коэффициента использования металла требуется совместная работа технологов по обработке металлов давлением, термической обработке и обработке резанием. Хороший эффект дает предварительная проработка чертежей деталей на технологичность с конструкторами изделий.

Повышение точности поковок и коэффициента использования металла в КШП достигается: своевременной заменой физически и морально устаревшего оборудования; улучшением дозирования заготовок при разделке прутков, бунтов; применением кратного проката; снижением потерь при нагреве (индукционный, безокислительный нагрев); сокращением потерь на заусенец (внедрение процессов вьщавливания и штамповки в закрытых штампах, в частности, в ыгтампах с разъемными матрицами); штамповкой сложных поковок с получением полостей (например, на многоплунжерных прессах); штамповкой сложных оребренных поковок методами изотермической штамповки; горячей ротационной вытяжкой; сферодвижньп прессованием; полугорячей штамповкой; комбинированием различных способов штамповки.

1.8. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ НАДЕЖНОСТЬ ПРОЦЕССОВ КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

При анализе технологической надежности процессов кузнечно-штамповочного производства различают два основных вида отказов: полные (неисправимые дефекты изделий, разрушение или неисправимое ухудшение технических характеристик средств технологического оснащения) и параметрические (исправимое ухудшение технических характеристик изделий и средств технологического оснащения). Для оценки технологической надежности процессов используют следующие показатели [7, 17].

1. Вероятность безотказной работы технологической системы (ТС), реализующей технологический процесс в регламентированных условиях в течение заданного времени:

(1.1)

где Ny и N - соответственно число годных изделий и общее число изделий, изготовленных за заданное время.

2. Вероятность отказов в ТС в регламентированных условиях в течение заданного времени

Ротк =

(1.2)

где - число дефектных изделий, появившихся за заданное время.

3. Средняя наработка ТС до отказа, равная среднему промежутку времени между двумя отказами.

4. Интенсивность отказов в ТС, равная среднему числу отказов, возникающих в ТС в единицу времени.

5. Гамма-процентный ресурс ТС, равный времени, за которое вероятность безотказной работы ТС составляет у процентов.