Разумный подход и знание рынка качественных строительных материалов позволяет осуществить ремонт в предельно сжатые сроки. Грамотный выбор поможет добиться
лучшего результата.
Богатая мозаика современных отделочных материалов позволяет каждому из нас выбрать тот способ оформления жилых и нежилых помещений, который придется по вкусу.
Гидроизоляционные материалы: свойства и применение
Гидроизоляции отводится огромная роль, ведь этот материал позволяет предотвратить попадание влаги в конструкции зданий, сохранить их теплоемкость и увеличить срок
эксплуатации.
Многие вопросы можно решить самостоятельно; закладка фундамента для дома или же монтаж трубопровода – вполне посильная задача для любого человека с базовыми
навыками.
Существует множество способов получить деньги для возведения объекта, оплаты услуг рабочих и приобретения необходимой техники. Выгодным вариантом является
кредитование.
Учитывая нестабильность строительного рынка, финансово-экономический кризис во всех сферах жизни, такая мера, как страхование, никогда не будет лишней.
Автор: И. М. Амиров
Название: Штамповка на горизонтально-ковочных машинах
Изд.: Москва-Свердловск, 1961 г.
OCR: www.sdelaemsami.ru
Публикуется с сокращениями
ДЛЯ ЧЕГО ПОНАДОБИЛИСЬ ГОРИЗОНТАЛЬНО-КОВОЧНЫЕ МАШИНЫ
Первые горизонтально-ковочные машины появились во второй половине прошлого столетия. Они предназначались только для высадки головок болтов и заклепок. До этого такие поковки изготовлялись на прессах и молотах. Детали типа болтов на молоте или прессе можно штамповать двумя способами: в горизонтальном и вертикальном положениях. При первом способе штамповки очень велик расход металла, так как по всему периметру болта и головки образуется заусенец, идущий в отходы. Выгоднее в этом отношении штамповка вторым способом, так как заусенец здесь образуется только вокруг головки. Да и усилие штамповки требуется меньшее, поскольку сопротивление металла удару (деформации) происходит здесь только по площади сечения головки, а не по всему болту. Однако при таком способе штамповки нужны штампы более дорогие и пресс или молот с большей высотой штампового пространства. Кроме того, отверстие в нижнем штампе для стержневой части болта потребуется сделать не цилиндрическим, а коническим, так как иначе поковку трудно будет извлечь из штампа. Следовательно, стержень у болта получится тоже конической формы, т. е. потребуется дополнительная механическая обработка. Нужно отметить, что поковки крупных размеров невозможно извлечь из штампа даже с коническим отверстием без специального выталкивателя снизу. Затруднения, связанные с этим, привели к мысли делать нижние штампы разъемными. Но при молотовой штамповке такие штампы оказались не только непрочными, но и небезопасными. Нужна была новая кузнечная машина, которая позволила бы иметь две плоскости разъема штампов. Поиски конструкции такой машины и привели к созданию горизонтально-ковочных машин. На горизонтально-ковочной машине рабочее усилие действует не сверху вниз, как у молота или пресса, а в горизонтальной плоскости; разъемы штампов находятся в вертикальных плоскостях. Такая конструкция машины позволяет производить штамповку поковок типа стержня с утолщением почти с любой длиной стержневой части поковки. Штампы горизонтально-ковочной машины состоят из пуансонов, которые деформируют металл, и матриц, которые служат для зажима заготовки. Матрицы раздвижные, состоят из двух половинок (полуматриц).
УСТРОЙСТВО И РАБОТА ГОРИЗОНТАЛЬНО-КОВОЧНОЙ МАШИНЫ
Работа на ней производится так. Заготовка вставляется в ручей 2 правой полуматрицы 3. После включения машины на рабочий ход от коленчатого вала 6, эксцентрика 8, ролика 9, системы рычагов 10 начинает двигаться зажимный ползун 11 с левой полуматрицей 12 и зажимает заготовку. В это же время коленчатый вал двигает через шатун 7 укрепленный на центральном ползуне пуансонодержатель 5 и пуансон 4, который ударяет в торец заготовки и деформирует ее. Матрицы в момент деформации остаются неподвижными. Центральный ползун машины, дойдя до конца своего пути, возвращается в первоначальное положение. Несколько позже отходит в обратную сторону зажимный ползун с подвижной матрицей, матрицы размыкаются, освобождая поковку. Все подвижные части горизонтально-ковочной машины занимают исходное положение, и на этом заканчивается рабочий цикл штамповки. Если для получения необходимой конфигурации поковки недостаточно деформации в одном ручье, то ее деформируют в другом ручье, который располагается по высоте матриц рядом с первым. В штампах горизонтально-ковочных машин может быть шесть ручьев. Кинематическая схема современной горизонтально-ковочной машины. Рабочий цикл совершается следующим образом. Вращение от электродвигателя 6 с помощью клиновидных ремней передается на маховик 8, закрепленный на конце приводного вала 10 с помощью подшипников. Маховик представляет собою фрикционную муфту сцепления, с помощью которой можно приводить во вращение приводной вал и отключать его от вращающихся частей без остановки электродвигателя. До включения машины на рабочий ход маховик свободно вращается на приводном валу. При включенной муфте сцепления вращение передается от маховика на приводной вал 10, на другом конце которого на шпонке посажена малая шестерня 15, находящаяся в зацеплении с большой шестерней 17, которая с помощью шпонки насажена на конец коленчатого вала 16. Вращаясь, коленчатый вал сообщает возвратно-поступательное движение главному (центральному, или высадочному) ползуну 18. В специальном гнезде центрального ползуна закрепляется пуансонодержатель с пуансоном. На коленчатом валу закреплены два эксцентрика 9 и 14 привода зажимного механизма. При вращении коленчатого вала эксцентрик рабочего хода 14 давит на ролик рабочего хода 7, закрепленный в боковом ползуне 5, и перемещает его вперед. Через систему рычагов 2, 3, 4 движение от бокового ползуна передается зажимному ползуну, в котором крепится левая полуматрица. Неподвижная полуматрица закрепляется в специальном гнезде станины. Второй эксцентрик на коленчатом валу 9 служит для возвращения бокового ползуна в исходное положение. На приводном валу вместе с малой шестерней закреплен тормозной диск 13, который охватывается тормозной лентой 12. Один конец тормозной ленты закрепляется жестко, а второй соединен с натяжным устройством 11. Тормоз необходим для остановки подвижных частей машины в крайнем заднем положении. Фрикционная муфта и тормоз приводятся в действие с помощью сжатого воздуха. Управляются они с помощью педали включения и распределительной коробки. Необходимая последовательность движения ползунов (главного и зажимного) достигается благодаря соответствующей форме эксцентриков рабочего и холостого хода. Машина снабжена механизмом переднего упора, связанным с центральным ползуном. Планка или рычаг 19 упора устанавливается на заданную длину заготовки. При движении ползуна вперед рычаг упора уходит вверх и не мешает ходу пуансона. Многие новейшие горизонтально-ковочные машины имеют еще другие механизмы, кроме описанных выше. Так, у многих машин, кроме основного привода от главного электродвигателя, имеется вспомогательный привод. Он позволяет получить меньшие скорости движения ползунов и применяется при наладках машины. Современная горизонтально-ковочная машина снабжается автоматической системой смазки, обеспечивающей принудительную смазку всех трущихся поверхностей деталей. Кроме того, машины снабжаются предохранительными устройствами, позволяющими избежать поломки машины при перегрузках.
ВОЗМОЖНОСТИ ШТАМПОВКИ
НА ГОРИЗОНТАЛЬНО-КОВОЧНЫХ МАШИНАХ
На горизонтально-ковочной машине можно изготовлять поковки такой конфигурации, какую нельзя получить ни на какой другой кузнечной машине. Только некоторые из них можно получить штамповкой на молоте и прессе, да и то с очень большими отходами металла в заусенец (облой) или с большими напусками. На горизонтально-ковочной машине можно делать поковки с глубокими выемками и отверстиями, тонкими стенками; выступы и буртики на внешних поверхностях поковок можно выполнять небольшой высоты. Благодаря наличию у горизонтально-ковочных машин двух плоскостей разъема штампов уклоны назначаются только на тех поверхностях поковок, которые при нахождении их в пуансоне или в матрице перпендикулярны направлению действия удара. Величина уклонов обычно не превышает 1-2°. Получаемые на горизонтально-ковочной машине поковки по форме и размерам очень близки к готовой обработанной детали. Штамповка на горизонтально-ковочных машинах может производиться непосредственно от прутка, т. е. без предварительной разрезки его на отдельные заготовки. Из прутка штампуется несколько поковок. Отделение высаженкой поковки от прутка производится в самой горизонтально-ковочной машине. Поэтому отпадает необходимость в ножницах или пилах, время на изготовление поковки уменьшается. На горизонтально-ковочных машинах многие поковки возможно штамповать без заусенца (облоя), в результате чего высвобождается оборудование для обрезки и прошивки поковок и соответственно сокращаются трудовые затраты. Конструкция штампов горизонтально-ковочных машин предусматривает широкое применение вставок, что позволяет сократить расходы на изготовление штампов дорогостоящей высоколегированной стали. Условия труда на горизонтально-ковочных машинах значительно лучше, чем при работе на молотах, что позволяет рациональнее использовать рабочее время работающих. Применение электронагрева в совокупности с механизацией передачи заготовки из ручья в ручей открывает возможность превратить горизонтально-ковочные машины в агрегаты, работающие автоматически. Все эти достоинства горизонтально-ковочных машин обеспечивают все большее применение их для производства поковок. Однако следует отметить, что горизонтально-ковочные машины имеют и ряд недостатков. Например, при работе на горизонтально-ковочной машине возможность заштамповки окалины больше, чем на другом оборудовании. Поэтому приходится предусматривать специальные приспособления для очистки нагретой заготовки от окалины. Применение электронагрева в значительной степени позволяет устранить этот недостаток. При штамповке от прутка остаются концевые отходы, которые увеличивают расход металла на поковку. Эти отходы можно уменьшить в результате сокращения длины зажимной части при использовании рифленых зажимных вставок. Концы могут быть также использованы в качестве заготовок для штамповки различных поковок. Конструкция горизонтально-ковочных машин с вертикальным разъемом матриц затрудняет возможность полной механизации и автоматизации работы горизонтально-ковочной машины. Правда, в машинах новых конструкций с горизонтальным разъемом матриц этот недостаток будет устранен. Таким образом, несмотря на некоторые недостатки, штамповка на горизонтально-ковочных машинах является весьма производительным и экономичным процессом.
ДВА МЕТОДА ШТАМПОВКИ
При штамповке на горизонтально-ковочной машине деформируется не вся нагретая заготовка, а только отдельная ее часть. При этом недеформируемая часть заготовки располагается в зажимной части матриц, а деформируемая в полости (ручье), образованной пуансоном и матрицей. В штампах горизонтально-ковочных машин полость для деформируемого металла может располагаться либо в пуансоне, либо в матрице. В связи с этим различают два метода штамповки: в пуансоне и в матрице. В первом случае вся фигура поковки образуется в полости пуансона, а во втором случае - в полости матрицы. Какой способ выбрать? Это зависит от конфигурации утолщенной части поковки и от технических условий на ее изготовление. Если техническими условиями на изготовление поковки не допускается смещение половин утолщения и овальности наружного диаметра поковки, то штамповку нужно производить в пуансоне. В этом случае наружная поверхность утолщения поковки оформляется боковыми стенками пуансона и не имеет дефектов. Поковка, отштампованная в пуансоне, может иметь меньшие припуски и допуски, следовательно, является более точной. Для такой штамповки проще наладить штампы. Там, где возможно, этому способу штамповки следует отдать предпочтение.
ЗАУСЕНЕЦ ПРИ ШТАМПОВКЕ НА ГОРИЗОНТАЛЬНО-КОВОЧНОЙ МАШИНЕ
При штамповке на горизонтально-ковочных машинах возникает торцовый или радиальный заусенец. Образование того или иного вида заусенца зависит от того, как и где расположена в штампах фигура ручья. Например, при штамповке в пуансоне получается радиальный заусенец, а в матрице - торцовый. Однако-часто удается получить поковки совсем без заусенцев. Объем металла, необходимый для заполнения полости-ручья, регулируется с помощью упора. Упор устанавливается и закрепляется на партию поковок и не передвигается штамповщиком после каждой поковки. Между тем, диаметр проката, из которого изготовляются поковки, имеет отклонения от номинального размера, причем очень часто в сторону увеличения. Эти отклонения (допуски) вызывают колебания объема высаживаемой части заготовки, а отклонения в сторону увеличения - избыток металла, который приводит к образованию заусенца в плоскости разъема пуансона и матриц, а иногда и в плоскости соприкосновения полуматриц. Для предотвращения появления заусенцев при штамповке на горизонтально-ковочных машинах вместо обычного проката применяют прокат повышенной точности или калиброванный. Эти виды проката имеют меньшие отклонения размера профиля от номинального. Однако они дороже. Хорошие результаты дает сортировка металла на две группы. В одну группу относят прутки и штанги, имеющие отклонения, увеличивающие диаметр, т. е. плюсовые, в другую уменьшающие диаметр - минусовые. Если металл ассортирован таким образом, то путем тщательной регулировки переднего упора можно добиться получения поковок без заусенца, либо с незначительным заусенцем. Для штамповки из мерной заготовки (когда из одной заготовки получается одна поковка) применяются также задние упоры. Как видно в данном случае, фиксация необходимой для высадки части заготовки производится от заднего торца заготовки. При штамповке от заднего упора колебания объема высаживаемой части заготовки еще больше, чем при штамповке от переднего упора, так как здесь оказывают влияние еще неточность длины резки заготовки и неровность торцов заготовки. Поэтому при штамповке от заднего упора как в пуансоне, так и в матрице для поглощения избыточного металла предусматривается радиальный заусенец. В настоящее время разработаны и успешно применяются на заводах способы точной резки заготовок, которые позволяют получать поковки на горизонтально-ковочных машинах без заусенца и при штамповке от заднего упора. Все рассмотренные случаи появления заусенца при штамповке не являются технологически необходимыми. В самом деле, во всех рассмотренных нами случаях при соблюдении определенных условий можно получить поковки без заусенца. Однако встречаются поковки такой конфигурации, когда заусенец при их изготовлении является технологически необходимым. К ним относятся, например, поковки сложной формы с эксцентричным расположением отдельных частей. Для оформления труднозаполняемой эксцентричной части таких поковок требуется излишек металла и повышенное давление в ручье. Избыток металла, создающий необходимый «подпор», размещается в заусенечном магазине так же, как у молотовых и прессовых штампов. В тех случаях, когда появление заусенца неизбежно, обрезка его производится на прессах или в отдельном ручье штампа горизонтально-ковочной машины. Обрезка может производиться как в горячем, так и в холодном состоянии. Незначительный заусенец, оставляемый на поковках, снимается резцом в процессе механической обработки.
УСТРОЙСТВО И КРЕПЛЕНИЕ МАТРИЦ И ПУАНСОНОВ
Устройство матриц и их крепление в штамповом пространстве у всех горизонтально-ковочных машин почти одинаковое. Иначе дело обстоит с пуансонами. Обычно пуансоны крепятся в пуансонодержателе, однако конструкция этого крепления может быть различной. На каждом заводе встречаются свои варианты и виды крепления. Рассмотрим некоторые из них. Пуансонодержатель закрепляется в гнезде центрального ползуна машины. В передней своей части он имеет пазы для хвостовиков пуансонов. Для установки пуансонодержателя в гнездо центрального ползуна в верхней части его имеется отверстие с резьбой под болт. Изготовляется пуансонодержатель из литой стали; для уменьшения веса и уменьшения обработки он имеет на боковых поверхностях овальные выемки, между которыми расположены опорные плоскости. Пуансонодержатель удерживается в центральном ползуне с помощью прижимных планок и болтов. Задняя прижимная планка входит в пазы центрального ползуна, а проходящий через эту планку горизонтальный болт, упираясь в выступ блока пуансонов, прижимает его к вертикальному клину. Клин с помощью регулировочного болта может подниматься. При вертикальном перемещении клина пуансонодержатель передвигается в горизонтальном направлении. Это осуществляется с целью регулировки положения пуансонов при наладке штампов горизонтально-ковочной машины. Крепление пуансонов осуществляется с помощью крышки, зажимающей хвостовики державок пуансонов, которые имеют специальные бурты. В момент высадки бурт служит опорой, воспринимающей давление ползуна, а при обратном ходе машины предотвращает вытаскивание пуансона из пуансонодержателя. Возможность поворота пуансона предотвращается лыской, которая упирается в выступ на пуансонодержателе. Этот способ крепления является наиболее удобным и надежным и применяется на горизонтально-ковочных машинах большой и средней мощности. Менее удобный и надежный, но более простой способ крепления пуансонов с помощью боковых упорных болтов. Здесь хвостовики не имеют бурта, а на цилиндрической части хвостовика предусматривается лыска для упора болта. Такое крепление применяется на машинах средней и малой мощности. К конструкции пуансонов предъявляются большие требования. Она должна обеспечивать надежное закрепление пуансонов в пуансонсдержателе, экономное расходование штамповой стали и возможность быстрой замены. Таким требованиям удовлетворяют составные пуансоны, состоящие из державки с хвостовиком и самого пуансона. Крепление пуансона к державке осуществляется с помощью гайки, винта или клина. Крепление с помощью гайки применяется редко и только на машинах малой мощности. Клиновое крепление весьма надежное, но оно сложнее. Крепление матриц в гнездах горизонтально-ковочной машины. Крепление осуществляется с помощью колодок с прижимными болтами. Колодка левой полуматрицы с помощью болта крепится к зажимному ползуну, а правой к станине. Для предотвращения смещения полуматриц при обратном ходе центрального ползуна на нижней опорной поверхности матриц имеется шпоночный паз, в который входит шпонка, соединенная с подкладными плитами машины. Крепление вставок в гнездах матриц осуществляется с помощью болтов с гайками, которые навинчиваются с тыльной стороны блока матриц. Для того чтобы гайки и головки болтов не выступали за грани матриц, на рабочей и тыльной поверхностях их имеются углубления, в которых они помещаются. Для того чтобы предохранить болты крепления вставок от среза, применяют ступенчатое расположение вставок одного ручья. Для этого каждая последующая вставка в направлении действия усилия высадки имеет меньший наружный диаметр, чем предыдущая. Это обеспечивает упор вставок торцами в гнездо блока матриц. Наладка штампов горизонтально-ковочной машины начинается с их сборки. Пуансоны укрепляются в пуан-сонодержателе, а вставки в полуматрицах. Правильность установки вставок проверяется с помощью угольника и линейки. Затем пуансонодержатель устанавливается в гнездо центрального ползуна. Для этого опускают регулировочный клин в крайнее нижнее положение и, установив пуансонодержатель, закрепляют его. После этого правую (неподвижную) полуматрицу устанавливают в гнездо станины. С помощью вспомогательного привода (если он имеется) приводят центральный ползун в крайнее переднее положение. Передвигая пуансонодержатель вперед или назад с помощью регулировочного клина, регулируют заход пуансонов в матрицы или расстояние между пуансонами и матрицами (при штамповке в пуансоне). Затем с помощью вспомогательного привода отводят центральный ползун в крайнее заднее положение и устанавливают в гнездо зажимного ползуна левый блок матриц. После этого производится предварительная проверка установки штампов. Для этого с помощью вспомогательного привода заставляют центральный ползун пройти вперед до соприкосновения полуматриц. С помощью щупа проверяют зазор между опорными плоскостями блоков матриц и соответствующими стенками гнезд в машине. Если этот зазор больше 0,3 мм, отводят главный ползун в заднее положение и закладывают прокладки из листового железа между опорными поверхностями матриц и соответствующими стенками гнезд. Достигнув плотного смыкания полуматриц, закрепляют их и, проворачивая маховик с помощью вспомогательного привода, убеждаются, что пуансоны свободно входят в матрицы. Затем производится проверка правильности установки штампа на холостом ходу машины. Для этого, включив главный привод машины, дают машине сделать несколько полных ходов. Затем прикладывают к правой полуматрице в плоскости разъема проволоку диаметром 2 мм и, нажав на педаль, заставляют машину сделать один ход. Если проволока сплющится, необходимо уменьшить толщину прокладок. Закрепив матрицы, машину снова включают на несколько ходов. Это делается для того, чтобы устранить зазоры между прокладками и получить плотное их прилегание к опорным поверхностям. Установив упор на расстояние, требуемое по чертежу, производят пробную штамповку. Полученные поковки проверяют по чертежу. Если поковка имеет дефекты из-за неправильной установки штампов, то с помощью прокладок матрицы устанавливают в нужное положение, добиваясь получения годных поковок. Большое количество прокладок применять не рекомендуется, так как в процессе работы они пружинят, что влияет на размеры и форму поковок. Под одной плоскостью не должно быть больше двух прокладок.
ПЕРЕХОДЫ ШТАМПОВКИ И КОНСТРУКЦИЯ РУЧЬЕВ
Мы видели, что на горизонтально-ковочных машинах изготовляются поковки весьма разнообразной конфигурации. В одноручьевом штампе могут быть изготовлены только поковки простейшей формы. Большинство же поковок штампуется в нескольких ручьях. Конфигурация и размеры поковки зависят от конфигурации и размеров готовой детали и технических условий на ее изготовление. Исходными данными для разработки чертежа поковки служит чертеж готовой детали с техническими условиями на ее изготовление. Разработка чертежа поковки начинается с определения величины-припусков и допусков по ГОСТ 7505-55. Затем определяется величина штамповочных уклонов, радиусов закруглений После этого разрабатываются технические условия на изготовление поковки, в которых указывается величина допускаемых отклонений по размеру и форме поковки (разностенность, сдвиг, непараллельность торцов, овальность), допустимая величина заусенца и внешних дефектов на поковке. Составленный таким образом чертеж поковки является основным техническим документом, по которому производится приемка готовой продукции. По чертежу поковки разрабатывается технологический процесс штамповки и определяется количество необходимых ручьев штампа.
Получаемые в ручьях промежуточные или окончательные формы деформируемого металла называются переходами штамповки. Количество необходимых для изготовления поковки ручьев, а также форма и размеры переходов зависят от формы и размеров поковки и размеров заготовки, точнее, от отношения длины высаживаемой части прутка к его диаметру.
НАБОРНЫЕ ПЕРЕХОДЫ И ИХ РУЧЬИ
Если для получения поковки требуется высадка части прутка длиной более 2,5-3 диаметров, т. е. отношение длины высаживаемой части к диаметру заготовки более 3,5, то за один удар (переход) поковка не получит заданной формы и размеров, а если получит, то внутри металла появится дефект - зажим. Это объясняется тем, что при таком соотношении длины и диаметра заготовка деформируется с изгибом. С целью предотвращения продольного изгиба необходимо применить заготовительные переходы, т. е. штамповать поковки не сразу до нужных размеров, а сначала придать заготовке некоторую промежуточную форму с большим диаметром и меньшей длиной, чем высаживаемая часть прутка,- обеспечить предварительный набор металла. Для этой цели служат заготовительные наборные переходы и соответствующие им наборные ручьи. Применяется набор металла в пуансоне, в матрице и одновременно в пуансоне и матрице. Предпочтительнее набор в пуансоне, так как при наборе в матрицах возможно образование заусенца по плоскости разъема полуматриц. Наиболее часто встречающиеся формы наборных переходов - цилиндрическая и коническая. При наборе в пуансоне для облегчения заполнения металлом полости ручья и извлечения из пуансона высаженной заготовки лучше применять коническую форму наборного перехода. При этом в ручье делается отверстие для выхода воздуха. При отсутствии отверстия воздух, замкнутый в полости пуансона, создавая противодавление, ухудшает заполнение металлом полости пуансона. Цилиндрический набор осуществляется в основном в полости матриц. При этом, если пруток выходит за пределы матриц на всю длину осадки, то создается опасность образования заусенца и защемления металла между пуансоном и матрицей. Наилучшие условия высадки достигаются, когда пруток не выходит за полость ручья, что обеспечивает хорошее направление пуансона уже в начале высадки; достигается это штамповкой от заднего упора из мерной заготовки или применением внутреннего упора при штамповке от прутка. Для удаления из полости ручья осыпающейся с нагретой заготовки окалины в матрице предусматривается специальная выемка, изготовленная под углом а = 30-45° к плоскости разъема.
Качество выполнения наборных и других переходов зависит еще от того, как заготовка зажата матрицами. Важно, чтобы усилие зажима было достаточным и чтобы заготовка в процессе деформации не перемещалась вдоль оси ручья. Для обеспечения надлежащего зажима в ручьях предусматривается зажимная часть. Она может быть выполнена гладкой или с выемками и впадинами, рифленой, длинной или короткой. Чем длиннее зажимная часть, тем больше возникают силы трения и, следовательно, лучше зажим. Но нельзя забывать, что из зажатого в матрице куска металла поковку сделать нельзя. Этот кусок является отходом производства. Поэтому в целях экономного расходования металла необходимо иметь длину зажимной части ручья как можно меньше. Этому помогает рифление. Оно увеличивает силы трения между поверхностью ручья и заготовкой, но, к сожалению, в этом случае остаются следы на зажимаемой части заготовки. Следовательно, если поковка имеет хвостовик, и эти рифления требуют увеличенного припуска на обработку, то их применять следует только после тщательного анализа конструкции детали и технологии ее изготовления. При необходимости применить в штампе несколько рифленых зажимных частей рифления располагают таким образом, чтобы рифления в одном ручье не совпадали с рифлениями в последующем ручье. Профиль рифления строится таким образом, чтобы в направлении зажима матрица имела минимальный размер прутка, а в плоскости разъема матриц - максимальный с учетом допуска на прокат. Для получения такого профиля зажимной части токарную обработку ее производят с прокладкой между половинками матриц. Толщина прокладки равна суммарному допуску на прокат. Для размещения избытка металла при максимальном диаметре прутка в сечении ручья выполняется развал под углом 30-45° по месту разъема матриц. Необходимая минимальная длина зажима на практике определяется опытным путем. Она находится в пределах от 2,5 до 4,0 диаметров заготовки. Небольшое выталкивание прутка в процессе высадки допускается, но оно должно быть постоянным, тогда можно отрегулировать длину высаживаемой части лрутка с учетом этого выталкивания.
ФОРМОВОЧНЫЕ, ФОРМОВОЧНО-ПРОШИВНЫЕ ПЕРЕХОДЫ И ИХ РУЧЬИ
После наборного перехода обычно назначается формовочный переход, выполняемый в формовочном ручье. Здесь заготовке придается форма, близкая к окончательной, или сразу окончательная форма поковки. Чем сложнее конфигурация поковки, тем большее число переходов требуется для ее формовки. Процесс формовки может осуществляться в пуансоне, в матрице или одновременно в пуансоне и в матрице. Формовка в матрице позволяет получить поковку без штамповочных уклонов, так как матрица разъемная. Однако точность поковки при этом меньше, чем в пуансоне, так как возможно взаимное смещение матриц относительно друг друга и искажение формы поковки. Формовка в пуансоне свободна от этого недостатка, но при ней для поковок большой длины необходимо предусматривать штамповочные уклоны (1-2°). При формовке в матрице возможно применение двух типов ручьев с долевым и поперечным разъемом ручья. Лучшим будет ручей с поперечным разъемом, так как образующийся в нем из-за колебаний объема металла радиальный (поперечный) заусенец значительно легче удаляется, чем торцовый (долевой) при формовке в ручье с продольным разъемом. При формовке в пуансоне возможно применение ручья с направлением в матрице и без направления. В первом случае поковки получаются более точными. Второй способ можно применять только тогда, кггда размер диаметра пуансона и размеры остальных ручьев штампа не позволяют выполнить направляющую часть в матрице. Многие поковки, изготовляющиеся на горизонтально-ковочных машинах, имеют внутренние полости и сквозные отверстия. При формовке таких поковок совмещают операцию формовки с образованием полости, т. е. с прошивками. Получается формовочно-прошивной переход. Для него изготовляется формовочно-прошивной ручей. Этот ручей также, как и простой формовочный, может быть окончательным и предварительным. Количество формовочно-прошивных ручьев зависит от глубины отверстия, которое нужно прошить в поковке. При небольшой глубине отверстия можно ограничиться одним ручьем. Для глубокой прошивки, когда глубина прошиваемого отверстия значительно превосходит его диаметр, применяется несколько прошивных переходов. Форма прошивного пуансона имеет большое значение. Наилучшей считается куполообразная форма с контуром по плавной кривой. Такая форма прошивного пуансона требует меньшего усилия прошивки, способствует лучшему внедрению его в металл, лучшей раздаче металла в стороны. Стойкость такого пуансона выше. Наиболее благоприятными для протекания процесса прошивки являются такие соотношения диаметров прошиваемой заготовки и прошивного пуансона, когда прошивка сопровождается только раздачей металла в стороны без уменьшения ее длины. Однако осуществить такую прошивку удается только при небольших отношениях диаметра пуансона к диаметру заготовки и при сравнительно неглубокой прошивке. В большинстве случаев происходит некоторая осадка прошиваемой заготовки. В результате осадки заготовка может оказаться настолько низкой, что при прошивке начнется процесс обратного-выдавливания, т. е. металл между пуансоном и стенками матрицы будет течь навстречу пуансону. Это встречное движение металла вызывает увеличение необходимого усилия деформации и значительный износ прошивного пуансона.
При малом диаметре прошиваемого отверстия наблюдается сильный разогрев прошивного пуансона и его искривление. Практически при диаметре отверстия до 20 мм не удается обеспечить высокую стойкость пуансона, и прошивка таких отверстий не производится. При глубокой прошивке, вследствие смещения пуансона или заготовки в сторону, возможно появление разностенности и искривление заготовки, что приводит к образованию зажимов на поверхности поковки. С целью предотвращения смещения прошивного пуансона желательно, чтобы в момент начала прошивки пуансон был зацентрован в направляющей части матрицы. Для обеспечения устойчивости заготовки в процессе прошивки на ее конце предварительно высаживают центрирующий бурт диаметром, равным диаметру ручья, так как иначе при внедрении прошивного пуансона в металл на торце заготовки появляется «утяжина», а при наличии скоса на торце прошиваемой заготовки косина торца. Для предотвращения появления косины торца и утяжины приходится осаживать прошитую заготовку торцом утолщенной части прошивного пуансона, который располагается на определенном расстоянии от его конуса. Все эти меры и расчленение процесса прошивки на несколько переходов позволяют получить поковки с отверстиями, глубина которых почти равна величине рабочего хода центрального ползуна машины.
ПРОСЕЧКА И ОБРЕЗКА
В формовочно-прошивных ручьях поковки получаются с глухими отверстиями. Для получения сквозных отверстий применяются просечные ручьи. Поковка в этом ручье размещается в матрицах и упирается своим торцом в просечную вставку с режущими кромками. Пуансон имеет плоский торец и режущую кромку. Матрица имеет направляющую часть для центровки пуансона. При просечке по мере продвижения просечной пуансон вначале деформирует кольцевой слой металла в конце выемки (наметки) под прошивку, а затем просекает донную часть, отделяя поковку от прутка. Качественная просечка обеспечивается надлежащим зазором между просечным пуансоном и просечной вставкой. Величина этого зазора должна быть равна 5-15% от высоты (толщины) просекаемой части поковки. При большем зазоре поковка трудно отделяется от прутка, появляется
большой торцовый заусенец на поковке или на конце прутка. Однако не всегда удается подобрать диаметр исходного прутка таким, чтобы он соответствовал этому условию. Поэтому приходится либо пережимать пруток в предыдущих ручьях, либо увеличивать (поднимать) его диаметр в месте просечки. Одним из переходов штамповки на горизонтально-ковочной машине является обрезка заусенца и центрирующих буртов после прошивки. Это делается в ручьях штампов. Та или иная схема обрезки применяется в зависимости от расположения заусенца по высоте поковки.
МОЖНО ШТАМПОВАТЬ И ЗАЖИМНЫМ ПОЛЗУНОМ
Во всех рассмотренных нами типах ручьев деформация осуществляется ходом центрального ползуна горизонтально-ковочной машины. Однако зажимной ползун развивает также огромные усилия, составляющие примерно 30% от усилий центрального. Его, безусловно, нужно использовать хотя бы для выполнения некоторых простых операций и переходов. Чаще всего зажимной ползун используют для отрезки поковки от прутка, отрезки высечки (выдры), остающейся при просечке поковки на конце прутка с пережимом, а также для операций гибки, правки, пережима и получения на поковке небольших углублений и отверстий в плоскости разъема матриц. Для отрезки поковки от прутка в матрицах предусматривается отрезной ручей. Отрезной ручей обычно располагается возможно ближе к середине высоты штампа. В неподвижной матрице имеется гнездо под неподвижный нож и гнездо под высечку. Нож крепится в гнезде с помощью винтов. Гнездо под высечку выполняется со скосом так, чтобы высечка после обрезки скатывалась и падала в разъем между матрицами. Для выполнения на поковках пережима, расплющивания, получения углублений и полостей в плоскости разъема матриц применяются соответствующие ручьи. Операция гибки ходом зажимного ползуна может производиться для перераспределения металла при получении эксцентричной головки или при изгибе заготовки в соответствии с требуемой формой поковки. Однако небольшой ход зажимного ползуна не позволяет широко применять перечисленные операции при изготовлении поковок на горизонтально-ковочной машине.
КАКИЕ УПОРЫ ЛУЧШЕ
Для ограничения длины высаживаемой части прутка при штамповке на горизонтально-ковочной машине может применяться передний и задний упор. Чаще всего применяется штамповка от переднего упора, так как задние упоры усложняют конструкцию штампа. Применение заднего упора оправдано в следующих случаях: 1) длина высаживаемой части прутка по условиям высадки мала и не выступает за передний торец матриц, а применение внутреннего переднего упора затруднено; 2) при штамповке поковок типа стержня с утолщением, когда по техническим условиям не допускается отрезка поковки от прутка ходом зажимного ползуна; 3) длина зажимной части такова, что гладкая зажимная часть ручья не обеспечивает зажима, а применение рифленой зажимной вставки невозможно из-за недопустимости следов зажима на стержневой части поковки; 4) длина мерной заготовки по условиям высадки мала для осуществления зажима. Задний упор улучшает зажим заготовки. При слабом зажиме матрицами в начале деформации усилие высадкм целиком воспринимается задним упором. Когда на высаживаемой части заготовки образуются головки, уступы или заплечики, то часть усилия высадки воспринимается ими, и упор разгружается. В зависимости от длины заготовки задний упор может располагаться в матрицах или вне их Часто упор совмещается с клещами, получается называемый клещевой упор. Существует много различных конструкций приставных упоров. Задний упор, как и передний, применяется только в первом ручье штампа. Дальнейшая фиксация поковки в ручьях осуществляется по уступам на самой поковке.
КАК ВЫБРАТЬ ПЕРЕХОДЫ ШТАМПОВКИ
Выбор переходов является одним из главных вопросов при разработке технологического процесса штамповки. Задача состоит в том, чтобы выбрать для штамповки поковки наименьшее количество переходов, а это значит уменьшить количество ручьев в штампе и увеличить производительность штамповки. Однако при этом не следует забывать о том, что качество изготовляемых поковок и расход металла на них зависят от последовательности и количества переходов. Поэтому упрощать конфигурацию поковки только с целью сокращения количества переходов штамповки в большинстве случаев не следует, так как это приводит к увеличению расхода металла на одну поковку и увеличению объема механической обработки детали, изготовляемой из поковки. Для получения наименьшего возможного количества переходов штамповки нужно полнее использовать пластичность металла, подвергая его в каждом из переходов максимально допустимой деформации. Поскольку основной операцией на горизонтально-ковочных машинах является высадка, то, очевидно, нужно стремиться к тому, чтобы заготовку в каждом из переходов подвергнуть максимально возможной высадке, т. е. получить в каждом из переходов возможно больший диаметр утолщения. Наиболее экономичным было бы получение требуемого диаметра высаживаемой части за один переход. Возможность такой высадки ограничивается устойчивостью высаживаемой части заготовки. При высадке следует помнить об основных ее правилах: 1. За один ход горизонтально-ковочной машины можно сделать высадку на любой диаметр только в том случае, если длина высаживаемой части заготовки не превышает трех (точнее 3,2) ее диаметров d. Но поскольку фактический размер диаметра заготовки с учетом минусовых отклонений может быть меньше, торец ее может быть неровный, а высадка производится с пережимом и наметкой, то рекомендуется принимать отношение длины высаживаемой части к диаметру заготовки в пределах 1,5-2,5. При нарушении этого правила на поковке возможно образование зажимбв от изгиба заготовки. 2. Если требуется высадка прутка с длиной высаживаемой части более трех его диаметров d, то диаметр высадки не должен превышать полутора диаметров заготовки. При этом подразумевается, что конец прутка не выходит за пределы ручья матриц. Обычно наилучшие результаты получаются, когда диаметр высаженной поковки не 1,5, а около 1,3 диаметра заготовки. 3. Если длина высаживаемой части прутка превышает три диаметра и утолщение делается диаметром D до l,5d, то выступающая из матриц свободная часть прутка не должна по длине превышать одного диаметра заготовки. 4. Если длина высаживаемой части заготовки больше трех ее диаметров и высадка производится на конус с диаметром меньшего основания, равным диаметру заготовки, а большего - равным полутора диаметрам заготовки (D = l,5d), свободная часть заготовки (расстояние между матрицами и пуансоном) в момент начала высадки должна быть меньше двух ее диаметров. Эти правила здесь представлены в несколько обобщенном виде. В специальной литературе имеются более подробные сведения, позволяющие пользоваться ими для вличных конкретных случаев. При выборе переходов штамповки прежде всего решается вопрос о виде и размерах заготовки, т. е. определяется, какая заготовка будет лучше: мерная или от прутка, каковы должны быть ее диаметр и длина. Попутно с этим решается вопрос, как штамповать: с пережимом или подъемом диаметра. Затем выбирается конструкция штампа: с поперечным или с долевым шъемом. Решается также вопрос о способе штамповки: в пуансоне или в матрице. Определяется количество переходов. При этом выясняется, есть ли необходимость в наборных переходах. Решение вопроса о выборе вида заготовки зависит от того, имеется ли стержневая часть у поковки, каковы ее длина и диаметр. Если стержневой части нет или длина ее небольшая, то лучше выбрать штамповку от прутка. Чем больше отношение длины стержневой части к диаметру заготовки, тем сложнее штамповка от прутка. В этих случаях лучше применить штамповку из мерной заготовки. При выборе диаметра заготовки лучше всего ориентироваться на диаметр стержневой части, а если ее нет (как у втулок, колец, шестерен), то на диаметр отверстия поковки. Если отверстие имеет очень малый диаметр, при котором потребуется много переходов, то назначается пережим; при очень больших диаметрах отверстий назначается подъем диаметра заготовки. Во всех этих случаях диаметр заготовки проверяется расчетом по правилам высадки и только после этого принимается окончательное решение. При таком расчете выявляется и количество наборных формовочно-прошивных и прошивных переходов. Для выбора переходов необходимо знать, как течет металл в ручьях горизонтально-ковочной машины, и иметь практический опыт. Опытный технолог и штамповщик по виду детали на основе опыта штамповки таких же деталей могут точно сказать, какие здесь нужны переходы, какова их форма и сколько их должно быть.
В ЧЕМ СУЩНОСТЬ РАСЧЕТА ПЕРЕХОДОВ
Высокая производительность труда при штамповке на горизонтально-ковочной машине зависит, главным образом, от количества переходов. Чем меньше переходов, тем меньше затраты времени на изготовление поковки. Наименьшее количество переходов можно определить только расчетом. В основу расчета берутся прежде всего известный всем кузнецам принцип равенства объемов и затем правила высадки. Принцип равенства объемов заключается в том, что объем любой части поковки с учетом угара металла и заусенца должен быть всегда равен объему соответствующего участка заготовки, а объем всей поковки тоже с учетом угара и заусенца - объему всей заготовки. Ниже приводится примерный порядок расчета наборных переходов: 1. На чертеже поковки проставляются размеры с учетом расширения металла при нагревании и с учетом последующей усадки - это будут размеры горячей поковки. Усадка для стали обычно составляет 1,2-1,5% от объема поковки. 2. Поковка разбивается на простые геометрические тела: цилиндр, конус, призму, затем определяется их объем. Расчет объема ведется по «горячим» размерам с учетом половины плюсового допуска. 3. Путем суммирования всех простых объемов определяется объем всей поковки или только объем ее утолщения, которое нужно набирать в наборном переходе. 4. Решается вопрос: будет ли заусенец, и каковы его размеры. Вычисляется его объем. Если заусенец будет обычный, незначительный, то объем его принимается 1,0-1,5% от общего объема поковки. Если предполагается выдра при просечке отверстия, то определяется ее размер и объем. 5. Решается вопрос: какие будут потери металла в результате угара. Обычно принимают угар за один нагрев в мазутных печах равным 3%, в газовых -2%, в индукционных нагревателях - 0,5-1%. 6. Затем вычисляется объем высаживаемой части поковки с учетом угара и заусенца. Это будет уже объем высаживаемой части заготовки. 7. Если диаметр заготовки выбран, как указано выше, по диаметру отверстия в поковке или по диаметру стержневой части, то по полученному объему определяется длина высаживаемой части заготовки. Это делается на основе равенства объемов заготовки и поковки. Расчет формовочно-прошивных переходов, так же как и расчет наборных переходов, начинается с построения чертежа окончательного перехода в соответствии с чертежом готовой поковки. По чертежу окончательного перехода определяется глубина прошивки.
ШТАМПОВКА В СКОЛЬЗЯЩИХ МАТРИЦАХ И СКОЛЬЗЯЩИХ ПУАНСОНАХ
До сих пор мы рассматривали штамповку поковок на гопизонтально-ковочных машинах в относительно простых штампах, основными частями которых являются простые по форме пуансоны и матрицы. Однако конфигурация поковок, изготовляемых на горизонтально-ковочных машинах в некоторых случаях вынуждает применять сложные штампы, имеющие подвижные части. Такими штампами горизонтально-ковочных машин являются штампы со скользящими матрицами и скользящими пуансонами. Допустим, имеется поковка с утолщением, расположенным в середине стержневой части. Такую поковку обычно получают высадкой одновременно в пуансоне и матрице. При этом часть прутка или часть стержня поковки с одной стороны утолщения располагается в полости пуансона, а с другой стороны - в полости матриц. Если стержневая часть, располагаемая в пуансоне, имеет большую длину, то необходимы большие уклоны, которые сильно искажают форму и размеры стержня поковки - вместо цилиндрической, она принимает коническую форму с уклоном до 2° и более. В тех случаях, когда уклон на стержне не допускается или когда стержневую часть поковки нельзя расположить в пуансоне из-за значительной длины, для штамповки поковок, имеющих утолщения в середине, применяются штампы со скользящими матрицами (ползушками). Недостатком штампов со скользящими матрицами является их сложность и низкая стойкость. Подвижные части и особенно пружины, в процессе работы нагреваются от нагретого прутка и быстро выходят из строя. Несмотря на эти недостатки, такая штамповка широко распространена. Обычно для поковок типа колец и втулок наиболее рациональна штамповка в пуансоне. Однако, если отношение высоты поковки к диаметру полости пуансона приближается к единице или превосходит ее, условия штамповки в полости пуансона ухудшаются, плохо заполняется фигура ручья, и передняя часть поковки даже при незначительной наметке отверстия небольшим коническим керном остается неполностью оформленной. Незаполнение объясняется тем, что в процессе осадки заготовки раздача металла в стороны коническим керном вызывает быстрое увеличение диаметра осаживаемой заготовки. Заготовка, увеличиваясь в диаметре, касается своей наружной поверхностью стенок полости пуансона и вследствие трения между стенками полости и металлом ухудшается заполнение полости пуансона. При дальнейшей деформации металл начинает вытекать в зазор между пуансоном и матрицей, образуя радиальный (поперечный) заусенец - венчик, а передняя часть полости пуансона так и остается не заполненной металлом. Кроме того, для поковок с таким отношением высоты и диаметра коэффициент однопереходной высадки больше допустимого, что требует применения наборных переходов. Эти затруднения можно преодолеть применением специального штампа со скользящим пуансоном. Скользящий пуансон состоит из неподвижной державки, закрепленной в пуансонодержателе с помощью хвостовика, и скользящей обоймы, которая может передвигаться вдоль своей горизонтальной оси в направляющей части державки. Внутренняя полость подвижной обоймы соответствует конфигурации высаживаемой поковки. Прошивной пуансон крепится в державке с помощью крышки. При высадке, по мере сближения пуансонов с матрицами до начала деформации, подвижная обойма упирается своим торцом в передний торец матриц и образует замкнутую полость. При дальнейшем движении пуансона пружина сжимается, и обойма остается неподвижной, оставляя полость в пуансоне все время закрытой. Прошивной пуансон соприкасается с заготовкой и деформирует ее. Поскольку полость пуансона остается все время закрытой, то все части поковки отчетливо оформляются без образования заусенца. Передняя часть поковки заполняется в результате некоторого встречного течения металла на пуансон. При отходе пуансона назад подвижная обойма возвращается в переднее крайнее положение благодаря усилию пружины. Поскольку при этом способе штамповки деформация металла протекает все время в закрытой полости пуанссна, представляется возможным применить более глубокую прошивку в результате увеличения встречного течения металла. При увеличении глубины прошивки уменьшается объем формовочного перехода и, следовательно, уменьшается отношение длины заготовки к диаметру. При штамповке в скользящем пуансоне уменьшается количество наборных переходов, или они устраняются вообще, и производительность труда увеличивается. При штамповке в скользящем пуансоне кольцевых поковок разностенность их уменьшается более чем в два раза, овальность практически устраняется совсем, повышается точность размеров наружного диаметра. В сумме это дает возможность уменьшить припуски по наружному диаметру не менее чем на 30%, расход металла на 15% при одновременном снижении трудоемкости механической обработки на 10-12% по
сравнению со штамповкой обычным способом.
ВЫСАДКА ТРУБ
На горизонтально-ковочных машинах возможно изготовление поковок из трубных заготовок. Так штампуются на тракторных и автомобильных заводах пустотелые торцовые ключи, изготовляются гильзы с фланцами на концах труб. В этих случаях выполняются утолщения на конце трубы или производится раздача трубы для увеличения наружного диаметра с уменьшением толщины стенок. Утолщение стенки на трубе можно осуществить различными способами: путем увеличения ее наружного диаметра, путем уменьшения внутреннего диаметра трубы или путем изменения внутреннего и наружного диаметров трубы. Во всех этих случаях происходит увеличение площади поперечного сечения трубы на определенном участке. В зависимости от конфигурации утолщения применяется различная конструкция ручьев для высадки. При необходимости получить увеличение одновременно наружного и внутреннего диаметров трубы без утонения стенок вначале высаживают трубу для утолщения стенок, а затем производят раздачу трубы противниками. Высадку фланца на конце трубы, если величина его небольшая, можно получить за один переход. При значительных размерах фланца, по сравнению с размерами внутреннего и наружного диаметров трубы, необходимо предварительно произвести набор металла за счет утолщения стенок трубы и только после этого производить высадку до необходимых размеров. Исследования и практический опыт показали, что металл гораздо лучше заполняет полость с внутренней поверхности трубы. Поэтому при необходимости получения утолщения стенок трубы предпочтительнее вначале произвести высадку с уменьшением внутреннего диаметра, а затем произвести раздачу трубы до необходимого наружного диаметра. Высадка труб на горизонтально-ковочных машинах имеет свои особенности. Здесь необходимо предусмотреть возможность зажима трубы матрицами без ее деформации. Поэтому штамповка производится, как правило, от заднего упора, и он играет роль не только ограничителя длины высадки, но и воспринимает часть усилия высадки. Поэтому конструкция заднего упора должна быть такой, чтобы предотвратить осевое перемещение заготовки в процессе высадки.
Обычно высадка производится в матрицах. При этом обеспечиваются лучшие условия деформации трубы и предотвращается возможность образования разностенности утолщения, так как вся заготовка на длине высадки помещается в матрицах и направление пуансона в матрице обеспечивается с самого начала процесса высадки. Однако возможна высадка и в полости пуансона. Если необходимо получить утолщение на некотором расстоянии от переднего торца поковки, применяется штамповка в скользящих матрицах. При штамповке из трубы так же, как и при штамповке из сплошной заготовки (от прутка), можно определить, сколько нужно для данной поковки переходов и каковы должны быть их размеры. Наиболее распространенным является метод расчета, при котором пустотелое сечение трубы приводится к сплошному сечению, трубная заготовка рассматривается как пруток или штанга.
КАК ПОДСЧИТАТЬ УСИЛИЕ ВЫСАДКИ
Кто обращал внимание на поведение металла под воздействием нагрузки, тот, очевидно, замечал, что поведение его зависит от величины приложенного усилия. Так, стальная рессора автомобиля, находившаяся под воздействием веса груза, после снятия нагрузки принимает свои первоначальные форму и положение. Однако, если на рессору действует вес, значительно превосходящий нормальную нагрузку, то после прекращения ее действия рессора может не восстановить своей первоначальной формы, т. е. она деформируется. В обоих случаях нагружения рессоры в металле возникали напряжения. Эти напряжения характеризуются величиной внутреннего сопротивления металла, приходящегося на единицу площади сечения, и выражаются в кг/мм2. Чем больше внешняя нагрузка, тем большие напряжения возникают в металле. В первом случае, когда внешняя нагрузка была сравнительно небольшой, в металле рессоры возникали такие напряжения, которые не вызывали устойчивого изменения формы рессоры. Во втором случае напряжения достигли такой величины, что металл рессоры необратимо изменил свою форму. Напряжения, при которых металл начинает необратимо изменять свою форму без увеличения нагрузки, называются пределом текучести и обозначаются ат. Поскольку задачей высадки на горизонтально-ковочной машине является изменение формы заготовки, то для этого необходимо приложить к заготовке усилие такой величины, которое бы вызывало в металле заготовки напряжения, равные пределу текучести. Предел текучести металла определяется путем механических испытаний. При штамповке на горизонтально-ковочной машине усилие высадки бывает наибольшим в конечный момент деформации, когда происходит окончательное оформление конфигурации поковки и заполнение металлом наиболее труднозаполнимых элементов поковки. По одной из формул определяется необходимое усилие высадки поковки и подбирается горизонтально-ковочная машина, на которой возможна высадка этой поковки. Если все необходимые ручьи невозможно расположить в штампе горизонтально-ковочной машины, подобранной таким образом, то применяют штамповку на двух машинах или на машине большей мощности.
БРАК ПОКОВОК, ЕГО ПРИЧИНЫ И БОРЬБА С НИМ
Контроль качества поковок осуществляется работниками ОТК и самими штамповщиками в процессе работы. Контролируются размеры поковок, проверяется их твердость после термообработки и производится внешний осмотр поковок для выявления наружных дефектов. Основные виды брака, встречающегося при изготовлении поковок на горизонтально-ковочных машинах, можно разделить на две группы: брак при нагреве и брак при штамповке. Основными видами брака при нагреве являются перегрев и пережог. Перегрев характеризуется крупнозернистостью строения металла и понижением механических свойств. Причиной этого вида брака является нагрев заготовок до температур, превышающих допустимые. Причиной перегрева может быть и большая продолжительность выдержки при температуре нагрева. Перегрев - исправимый вид брака. Исправление производится нормализацией или отжигом забракованных поковок.
Пережог характеризуется крупнозернистостью строения металла с окисленной поверхностью зерен. Причиной этого вида брака является нагрев металла до температур, значительно превышающих допустимую температуру нагрева для данного металла. При этом кислород, находящийся в печной атмосфере, проникает в глубь металла и окисляет его по границам зерен. В результате этого связь между отдельными зернами нарушается, и металл становится хрупким - при деформации он распадается на части. Этот вид брака неисправим. Для предупреждения брака при нагреве необходимо строго соблюдать температурный режим нагрева металла и продолжительность пребывания нагретой заготовки в печи сократить до минимума. Брак, возникающий при штамповке, является следствием нарушения технологии, неправильной установки штампов и неудовлетворительного состояния оборудования. Наиболее часто встречающиеся виды брака при штамповке на горизонтально-ковочных машинах следующие. Неоформление отдельных частей поковки появляется в результате недостатка металла, предназначенного для высадки поковки. При штамповке по переднему упору это может произойти из-за неверной установки упора. Причиной неоформления может быть и износ инструмента (зажимной части матриц), в результате которого металл во время деформации выталкивается из ручья. При штамповке от заднего упора причиной неоформления может быть угар металла больше расчетной величины, вызываемый излишней продолжительностью нагрева.
Поверхностные дефекты - раковины, забоины обнаруживаются на поверхности поковок после очистки от окалины. Раковины являются следствием заштамповки окалины в процессе деформации. При очистке эта окалина удаляется, и на поверхности поковки остаются раковины. Причиной появления этого вида брака является неудовлетворительное качество очистки поверхности нагретой заготовки от окалины перед штамповкой. Забоины - следы механического повреждения поверхности поковок. Они являются результатом небрежной работы штамповщика и появляются при ударах поковки об острые углы матриц при извлечении и передаче поковки из ручья в ручей. Непараллельность торцов поковки сверх допустимых техническими условиями является результатом неправильной установки штампов (с перекосом) или неудовлетворительного состояния горизонтально-ковочной машины. В результате большого износа направляющих зажимного ползуна горизонтально-ковочной машины он в процессе деформации отжимается назад, вызывая перекос блоков матриц. Ступенчатость и сдвиг сверх нормальных появляются также в результате неправильной установки штампов (со смещением). Причиной появления сдвига может быть также износ направляющих зажимного ползуна, в результате которого левый блок матриц смещается вниз относительно неподвижного правого блока матриц. Большое количество прокладок из листового железа под опорными поверхностями блоков также может быть причиной появления ступенчатости и сдвига на поковках, так как в процессе работы прокладки пружинят и вызывают смещение блоков матриц. Разностенность, или эксцентричность, появляется в результате смещения оси прошивного пуансона относительно оси матриц. Это смещение может быть вызвано неправильной установкой штампов, большими зазорами в направляющих зажимного и центрального ползунов. Причиной появления разностенности может быть и односторонний (неравномерный) нагрев заготовки, вызывающий смещение прошивного пуансона в процессе деформации. Итак, все виды брака при изготовлении поковок на горизонтально-ковочных машинах являются следствием нарушения технологической дисциплины или неудовлетворительного состояния оборудования. Следовательно, постоянный контроль со стороны рабочего-штамповщика и администрации за соблюдением технологии и своевременным и качественным ремонтом оборудования способен предотвратить появление брака. Постоянный контроль за качеством выпускаемой продукции и отличное знание технологии штамповки и оборудования помогут штамповщику свести потери от брака до минимума.
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ШТАМПОВКИ НА ГОРИЗОНТАЛЬНО-КОВОЧНЫХ МАШИНАХ
Горизонтально-ковочные машины появились в кузнечно-штамповочном производстве около 80 лет назад. Конструкция их непрестанно совершенствуется. Все горизонтально-ковочные машины, выпускаемые промышленностью в настоящее время, по конструкции сходны с описанной в настоящей брошюре и имеют приблизительно одинаковые эксплуатационные качества. Однако возможности этих машин все более и более расширяются. Имеются перспективы более полного использования высадочного и зажимного ползуна для формоизменения металла, получения поковок, более точных по размерам и форме, а также более рационального использования ходов машины. Так, например, исследованы возможности использования горизонтально-ковочных машин для безоблойной штамповки плоских компрессорных лопаток из жаропрочных сплавов. В предварительном ручье исходная заготовка расплющивается усилием зажимного ползуна. Затем она передается в окончательный ручей. Подвижная матрица при смыкании придает металлу форму пера, удерживает его в зажатом состоянии, а подошедший несколько позднее выездной пуансон производит высадку утолщенной части поковки. Таким образом, за один рабочий ход машины происходит совмещение операций высадки, штамповки и калибровки. Поковка получается весьма точной (припуск 0,8 мм на сторону), не требует обрезки облоя и правки, так как благодаря длительному удерживанию ее в зажатом состоянии в матрицах она не коробится. При такой штамповке поковок компрессорных лопаток экономится 30% металла, повышается производительность труда в 4-5 раз по сравнению с обычной штамповкой. Омским машиностроительным институтом совместно с одним из сибирских заводов разработана и испытана технология штамповки на горизонтально-ковочных машинах конических шестерен с зубьями. Процесс состоит из следующих операций: резка мерных заготовок на ножницах с обычной точностью по длине, нагрев заготовок в мазутной печи, штамповка на горизонтально-ковочной машине в трехручьевом штампе (конический наборный, окончательный, обрезной), очистка от окалины травлением. Штамповка в наборном ручье производится по обычному заднему упору. Во втором ручье происходит формовка зубьев в пуансоне с образованием радиального заусенца, который обрезается в третьем ручье. Зубчатая вставка второго ручья изготовляется тоже на горизонтально-ковочной машине в двухручьевом мастер-штампе из стали ЗХ2В8 или 7X3. Крепится эта вставка в пуансоне при помощи резьбового кольца, в кольцо вставка запрессовывается по конической или цилиндрической поверхности с буртиком. Для более полного использования ходов горизонтально-ковочных машин, т. е. для повышения их производительности, имеются широкие возможности: механизация и автоматизация процессов штамповки. Из средств механизации на горизонтально-ковочных машинах получили распространение пневматические подъемные столы с рольгангом и пневматические подъемники (манипуляторы) для передачи поковки из ручья в ручей. Эти средства механизации в значительной степени облегчают труд штамповщика, но не обеспечивают автоматизации рабочего процесса штамповки. В настоящее время для штамповки из мерной заготовки на горизонтально-ковочных машинах в несколько переходов применяются автоматические питатели. Машины с такими питателями с клещевой загрузкой за рубежом применяются в различных отраслях промышленности. Основной частью этого механизма автоматической штамповки являются массивные загрузочные клещи, размещенные в специальной полости в задней части матриц. Клещи, приводимые в действие от кулачковых механизмов и специального привода, при помощи специальных устройств с пружинами и зажимными пластинами надежно захватывают и удерживают заготовку. Подача нагретых заготовок в клещи производится автоматически через загрузочный бункер при помощи толкающего устройства. Здесь же размещены прибор для измерения толщины нагретой заготовки и приспособление, предохраняющее от поступления заготовок, немерных по длине. Имеется также механизм-муфта для предохранения клещей толкателя и цепного привода от перегрузки. Муфта сблокирована с механизмом управления машины и при перегрузках автоматически отключает машину. На машинах, оснащенных клещевым загрузочным механизмом, можно штамповать разнообразные поковки с очень высокой производительностью. Штамповка происходит во всех ручьях одновременно. Поэтому за каждый ход ползуна выходит готовая поковка. Эти машины обеспечены также механизмами для удаления поковок и отходов, для передачи поковок на другие операции. Недостатком машин с клещевой загрузкой является невозможность штамповки коротких заготовок, которые трудно захватить клещами, а также непригодность для штамповки от прутка. Многократные попытки автоматизировать работу горизонтально-ковочных машин при помощи какого-то универсального устройства не приводили к положительным результатам. Дело в том, что широко распространенные горизонтально-ковочные машины с вертикальной плоскостью разъема матриц имеют общий недостаток-неприспособленность к автоматизации рабочих процессов. В 1950-1951 гг. появились новые конструкции горизонтально-ковочных машин, существенно отличающиеся от старых. Особенностью их является разъем матриц в горизонтальной плоскости, что обеспечивает большую свободу доступа к штамповому пространству. Это расширяет возможности автоматизации. Такие машины созданы у нас в СССР. Некоторые из этих новых машин оснащаются манипуляторами для штамповки из мерных заготовок. Однако автоматизация работ на горизонтально-ковочной машине полностью еще не решена. В последнее время в печати появилось сообщение о конструкции горизонтально-ковочного автомата со встроенным индукционным нагревателем, предназначенного для серийной штамповки мелких деталей из прутка. В машину подается двухметровый пруток, который зажимается клещевой подачей с гидравлическим приводом. Подача прутка автоматизирована и регулируется специальным терморегулятором. Производительность автомата 1200-1800 поковок в час. Грандиозные успехи науки и техники не оставляют сомнений в том, что в ближайшем будущем наши кузницы будут оснащаться автоматами, подобными описанному выше.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В
этой брошюре читатель познакомился только с наиболее важными и общими сведениями о штамповке на горизонтально-ковочных машинах и с устройством машин. Эти сведения помогут рабочим читать, понимать и изучать другую, специальную литературу по этому вопросу с целью расширения кругозора и знаний по своей специальности. А это как раз и необходимо кузнецу-штамповщику и подручным, работающим на горизонтально-ковочных машинах. От современного кузнеца-штамповщика требуются хорошие знания технологии, устройства машины, организации и экономики производства. Необходимо, чтобы бригада кузнецов могла самостоятельно устранить мелкие неполадки в работе машины, предотвратить или устранить неожиданно возникший брак и обеспечить бесперебойную работу на участке. Необходимо, наконец, чтобы в нужный момент подручный мог стать бригадиром, бригадир-мастером. Кроме того, непрерывный и быстрый рост техники в нашей стране обязывает каждого рабочего повышать свои знания и квалификацию. Ковочные машины, которых еще много в наших цехах, в недалеком будущем устареют. И совсем недалеко то время, когда в наших кузницах будут устанавливаться сложные автоматизированные ковочные машины с встроенным в них электрическим нагревом заготовок, машины, управляемые с помощью электронной техники и быстродействующих вычислительных аппаратов. Для того чтобы управлять такими машинами, необходимо регулярно читать литературу по специальности, повышать свою квалификацию и мастерство. Это явится также залогом успеха в работе, в борьбе за повышение производительности труда и улучшение качества поковок.
ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ РЕМОНТА
Выбор инструмента для домашнего ремонта
Вооружившись качественным инструментом для ремонтно-строительных работ, вы сможете воплощать в жизнь свои идеи и проекты, развивать собственные навыки и творческие
способности.
При ремонте или строительстве нужно учитывать, что именно пол и потолок задают тон всему помещению, и от того, насколько тщательно продуман их дизайн, во многом зависят
такие понятия, как комфорт и уют, стиль и гармония.
Грамотно подготовленные поверхности гарантируют, что ремонт не придется переделывать заново. Именно потому столь важно подойти к задаче со всей серьезностью,
соблюдая технологии максимально точно.
Своевременная замена электросетей и их проектирование в соответствии со стандартами качества позволит избежать «дорогостоящих» проблем, связанных с надежностью и
функциональностью проводки.
Основными факторами, которые делают жилье уютным и приспособленным для проживания являются: наличие системы водоснабжения, отопления, канализации и качественные
комплектующие.
Надежная гидроизоляция и утепление элементов жилища не только поспособствует тому, чтобы ваш дом был теплым даже в пятидесятиградусный мороз, но и избавит от
необходимости переплачивать за теплоносители.
О загородном доме не мечтает, наверно, только тот, кто его уже имеет. Сегодня обилие материалов и инструментов позволяют осуществить эту мечту даже тем, кто не имеет
специальных знаний.
Несмотря на кажущуюся простоту выполнения работ по сварке, недостаток опыта, квалификации и знаний технологического процесса может привести к зря потраченному
времени.
