Главная Кузнечно-штамповочное производство (КШП) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 [ 238 ] 239 240 241 242 243 ПРИЛОЖЕНИЕ штамповка-вытяжка пластичным металлом листовых деталей сложной формы Применение технолоши штамповки традиционным методом вьп-яжки (в обычных инструментальных штампах) во многих случаях изготовления листовых деталей сложной формы (сферических, конусных, тороидальных и др.) не обеспечивает нужного результата, в том числе и тогда, когда используют штамповую оснастку с подвижным (качающимся или колеблющимся) прижимом. Эта оснастка сложна в изготовлении, а отработка режимов вытяжки сопряжена с большим отходом материала, особенно труднодеформируемого. Штамповка гидроэластичным пуансоном в жесткую матрицу не дае эффекта при вытяжке тонкостенных деталей из малопластичных сплавов. Перечисленными недостатками не обладает процесс штамповки-вытяжки пластичным металлом (свинцом), упрощенная хема которого приведена на рис. 1. В начале процесса вырезанную заготовку 2 (рис. 1, а) укладывают на предварительно отформованный пластичный металл i, заключенный в контейнер 4. При рабочем ходе ползуна пресса прикрепленная к чему матрица / вдавливается в пластичный металл, который вместе с заготовкой течет в рабочую полость матрицы (рис. 1, б), в результате чего происходит формообразование детали 5 (рис. 1, б). По окончании штамповки матрица поднимается (рис. 1, г), а готовая деталь выталкивается из рабочей зоны пресса. Пластичный металл, принявший форму рабочей полости матрицы (рис. 1, (?), обжимается плоской плитой 6, подготавливая штамп к следующей операции штамповки (рис. \, е). Технология штамповки-вытяжки пластичным металлом имеет следующие преимущества: дешевизна и простота штампа (нужна только матрица, так как роль пуансона и прижима вьшолняет пластичный металл); для штамповки используют самые простые по конструкции и дешевые гидропрессы одинарного действия (обычно усилием 0,3-50 МН при изготовлении деталей от заготовок диаметром 30-750 мм; технология позволяет изготовлять методом вытяжки листовые детали сложной формы (шарообразные, тороидальные, конусные, параболические. в том числе с уступами) из малопластичных сплавов (жаропрочных и коррозионно-стойких сталей, титановых сплавов и т.п.) за один переход без нагрева; обеспечивается высокое качество и точность изготовления деталей, в том числе тонкостенных, практически без утонения, и с разностенностью ±10 %; малый отход металла, так как в связи с созданием радиального подпора фланца заготовки (см. рис. 1, б) и хорошего прижима ее пластичным металлом под давлением до 100 МПа предотвращается складкообразование заготовки; давление подпора фланца увеличивает глубину штампуемой детали; высокая экономическая эффективность изготовления как единичных, так и серийных деталей за счет сокращения сроков и объема подготовки производства, устранения ручных доводочных работ, снижения себестоимости продукции и автоматизации процесса. По технологии штамповки за одну вытяжную операцию пластичным металлом изготовляют шаровые баллоны, тороидальные емкости для жидкостей и газов, детали камер сгорания ГТД, коробчатые детали с наклонными и сферическими стенками, титановые базисы зубных протезов (единичная деталь), пулестойкие армейские каски и различные шлемы (серийные изделия), трубопроводные переходники и многие другие детали сложной формы. Технология позволяет изготовить из листа детали закрытой формы (например, изделие типа колбы без сварного шва). Для этого вначале в обычном инструментальном штампе из листовой заготовки вытягивается цилиндрический стакан с полусферическим дном, в который заливается свинец, после чего осуществляется обжим стакана со свинцом. При этом полностью формируется вторая половина шаровой части колбы и узкая цилиндрическая горловина, в которую выдавливается пластический металл, выплавляемый потом из готовой детали. Напряжение штамповки, возникающее в наиболее напряженной донной части вытягиваемой заготовки, подсчитывают по формуле а) 6} в) г) д) Рис. 1. Схема штамповки-вытяжки пластичным металлом (свинцом) ш I t ще о, - напряжение, вызываемое сопротивлением материала заготовки пластическому деформированию; - напряжение трения заготовки о рабочую поверхность матрицы; q = Рпм Радиальное напряжение подпора, действующее со стороны пластичного металла в торец фланца заготовки; здесь Р - усилие прижима; F - площадь зеркала контейнера; ( D - диаметр внутренней полости контейнера.) Напряжение о, определяется путем совместного решения уравнений пластичности и равновесия элементарного объема фланцевой части заготовки. Это напряжение с достаточной для практических расчетов точностью определяется по формуле а, = 0,125(4,37 - р) (/, - d a , где р угол наклона образующий стенки детали (см. рис. 1) к ее оси; P>qIP>u коэффициент вьп-яжки; и - диаметры заготовки и донной части детали; (з - временное сопротивление материала исходной заготовки. Если при вытяжке детали используется технологическая смазка оптимальной вязкости, то а, = 0,1 33. С учетом этого, а также принимая во внимание, что качественная деталь из листа может быть получена только при условии вытяжки без разрушения заготовки, когда о а, процесс штамповки пластичным металлом описывается зависимостью взаг [0,125(4,37 - pX/iT, - 1) + ОД] в.заг - а: = 1 + 8(0,9 + qloJ 4,31 - р Рассчитанные по этим формулам предельные коэффициенты вытяжки 3,52; 3,22 соответственно для материалов АМцМ, Д16М и Х18Н9Т (при угле р = 30 и давлении со стороны пластичного металла = 100 МПа) удовлетворительно согласуются с экспериментально определенными коэффициентами = 5 (АМцМ); 3,72 (Д16М) и 3,34 (Х18Н9Т). Опытным путем установлено, что 2 + 4,21п где п - временное сопротивление пластичного металла. Усилие Р р пресса определяют из условия создания нужного давления со стороны деформируемого пластичного металла и заготовки на площадь /п.м зеркала контейнера (д = 100 МПа), т.е. Из приведенных формул видно, что технологические возможности процесса расширяются (К увеличивается) с увеличением q = q/o и р. Для дальнейшего расширения технологических возможностей процесса в качестве формообразующего элемента штамповой оснастки используют пластично-эластичную среду. В этом случае в центральной части подушки пластичного металла, обращенной к заготовке, делается цилиндрическое углубление для резиновой шайбы. Процесс осуществляется по схеме, показанной на рис. 1, однако донный участок штампуемой детали с помощью резины точнее копирует рабочую поверхность матрицы. При этом в 1,5-2 раза уменьшается потребная мощность штамповочного пресса. Известно, что охлаждение до криогенных температур (например жидким азотом) а- и а+р-сплавов из титана повышает их пластичность. Это явление используют при криогенной штамповке титановых деталей пластичным металлом, когда перед штамповкой заготовку охлаждают в жидком азоте, укладывают на подушку пластичного металла и штампуют при температуре 77-90 К. При изготовлении единичных титановых деталей жидкий азот просто наливают тонким слоем (не более 10-15-ти толщин заготовки) на подушку пластичного металла, что приводит к образованию более прочного коркового слоя металла. После испарения азота укладывается заготовка, которая быстро охлаждается. Затем включается рабочий ход пресса; корковый слой обеспечивает штамповку без складкообразования штампуемого материала малой относительной толщины (толщина листа равна 0,(Ю5 диаметра заготовки и более). В отдельных случаях для исключения складкообразования при штамповке тонкостенных деталей используют технологические накладки из более прочного металлического листа с одной или двух сторон вытягиваемой заготовки, однако это ведет к повышенному расходу металла. При штамповке-вьп-яжке пластичным металлом перед каждой последующей штамповкой приходится выполнять дополнительную вспомогатель- ную операцию разглаживания пластичного метал- * ла гладкой плитой или плитой с выступом. Для этого в гидропрессах усилием 10-50 МН используют специальные устройства, обеспечивающие поочередную подачу матрицы и разглаживателя под контейнер. Применяют также устройства с поворотным контейнером для прессов 1,5-10 МН и специальные одноколонные гидропрессы с револьверной подачей матрицы и разглаживателя под контейнер, в котором размещена пластично-эластичная среда. Технологический процесс легко автоматизируется. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Сизов Е.С. и др. Интенсификация вытяжного производства полых деталей из листового металла. Ч. 1. Штамповка-вьп-яжка листовых деталей пластичным металлом. Пермь: Издание по заказу Западно-Уральского отд. АЕН РФ, 1995. 239 с. автоклавы для выплавления моделей 492 Автоматизация операций: кузнечно-штамповочного производства 81-87, 259, 261, 265, 382; литейного производства 494, 495, 529, 549 Автоматы: гайкоштамповочные 214; для изготовления моделей и приготовления модельной пасты 481; для очистки отливок 483; для холодной объемной штамповки 207; формовочные 459; холодновысадочные 209-211; штамповочные четырехпозиционные 213, 214 Агрегаты: для приготовления суспензий 482, 490, 491; крупнотоннажные для плавки алюминия 421; непрерывного приготовления самотвердеющих смесей 459, 460; универсальные для зонального нагрева трубчатых заготовок 255; элеваторные для прокалки стержней 553 Алюминий - Деформируемость 229,230 Аппаратура высокого давления для получения порошковых изделий из сверхтвердых материалов 695 Атмосферы: защитные контролируемые 31; спекания порошковых изделий 688, 697-699; эндогенные для сушки графитовых форм 554 баки-смесители для нанесения суспензии на блоки моделей вручную 491 Бегуны смешивающие 447 Бщггониты 451, 452 Биллетировка 66 Блоки: изотермические 165; инструментальные для ХОШ 222; матриц штампов для ГКМ 138, 139; отливок 469-474; штамповые 127, 150, 151, 680, 681 Бойки: для горячего обжатия 194, 195; для ротационной ковки 192, 194; для холодного обжатия 194; жесткие для калибровки, правки, чеканки 375 Бойлерклав для выплавления моделей 482, 492 Болванки - Параметры 12 Брак изделий при спекании 703, 704 Бронзы литейные: алюминиевые 410; безоловянные 409-411; оловянные 409, 410; свинцовые 411 вагранки 390, 418, 419 Вакуум 31, 404, 418 Вакуумирование расплавов 412 Валки - Калибровка 231 - Конструкция 231-233, 236, 239 - Крутящий момент 314 -Материалы 236 - Окружная скорость 230 - Расчет 233, 234 - Стойкость 234 - гладкие 183 - для операций: гибки 314; обкатки 245; прокат- ки 229, 232-234, 236, 237; прокатки зубьев 250; прошивки 196 - грибовидные, дисковые 238 - зубчатые 243, 245 - приводные 245 Валы роторные - Изготовление 236-238 Вальцовка 181, 182, 187-189 - Типовые технологические процессы 190-192 Вальцы ковочные 89, 189, 190 Вибрация: при прессовании 646; при уплотнении порошков 652 Виброзачистка 304 Восстановление штампов - Способы 288 Вставки: бойков 194; молотов и прессов 277; от крытых матриц 108; призматические 128; твердосплавные матриц 213; штампов 127, 128, 275, 277, 278 Выдавливание 206, 208, 211, 224 - Влияние сил трения 215, 216, 218 - Деформации, напряжения 208, 224, 225 - Деформирующие силы 147, 226, 227 - Используемые материалы: заготовки 224; поковки типа стакана 145, 146; прутки из чугуна 149; пустотелые поковки 216- Оборудование 133, 209, 215 - Поля допусков диаметров деталей 220 - Разработка технологии 225 - Скорость перемещения контейнера 215, 216- Схема процесса 208 - Технологические переходы 217, 222 - комбиированное 209, 227 - многоканальное 164 - обратное 206, 208, 215-217 - прямое 206, 208, 216, 218, 220, 224, 226 Выплавка: сталей 399, 422, 423; цветных сплавов: алюминиевых 404, 423, магниевых 408, 409, медных 412, никелевых 412, 415, титановых 418, 424, цинковых 416, 417; чугуПов 390, 391 Вырезка: профиля заготовки пуансоном и матрицей 287; электроэрозионная 287, 288 Вырубка 293, 297, 299, 300 - Конструктивные особенности инструмента 298, 299 - в штампе - Схемы 295 - дефектов пневматическим зубилом 172 - инструментом: с параллельными режущими кромками 300; эластичным 304, 305 - листового полуфабриката 295 - чистовая 46, 301-304 Вырубка-пробивка 296, 297: деталей из цветных сплавов 305; полиуретановым инструментом 304; чистовая 301-303 Высадка 66, 208 - Набор утолщений 135, 136, 208 - Разработка технологий 225-228 - |
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |