Главная / Ковка и штамповка стали / Штамповка на молотах / Молотовые поковки / Поковки, штампуемые перпендикулярно оси заготовки

Поковки, штампуемые перпендикулярно оси заготовки

Выбор переходов штамповки в открытых штампах и определение размеров заготовки

Поковки, штампуемые перпендикулярно оси заготовки (штамповка плашмя) - это поковки удлиненной формы и приводимые к этой форме, характеризующиеся значительной величиной отношения длины к средней ширине в плане (см. таб. 2).

При таком соотношении размеров деформация заготовки в штамповочных ручьях протекает главным образом за счет формоизменения в направлении высоты и ширины поковки, т. е. в направлении двух осей; в направлении же главной оси деформация весьма незначительна.

1 подгруппа. Выбор того или иного ручья или комбинации ручьев определяется формой поковки и его можно производить с помощью так называемой расчетной заготовки, эпюры сечений расчетной заготовки и коэффициентов подкатки.

Построение расчетной заготовок и и эпюры сечений. Расчетной называется условная заготовка с круглыми поперечными сечениями, площади которых равняются суммарной площади соответствующих сечений поковки и заусенца.

Коэффициент подкатки. В соответствии с полученными размерами расчетной заготовки можно определить общий необходимый коэффициент подкатки Kпo по формуле

                  (25)

Возможные величины Кп, достигаемые в отдельных ручьях, указаны в табл. 9.

Таблица 9. Значения коэффициента подкатки ручьев (Кп)

Ручей

Индекс ручья по классификации

Kп

Формовочный

3-1-1, а

1.2

Подкатной открытый

3-1-1, б

1.3

Подкатной закрытый

3-1-1, в

1.6

Предварительный

1,1

Окончательный

1,05

Выбор заготовительных ручьев.

 

При штамповке 1-й подгруппы применяют заготовительные ручьи 3-1-1 по табл. 4: формовочный, подкатной открытый, подкатной закрытый и протяжной. Комбинацию ручьев выбирают таким образом, чтобы

Кпo≤Кпр, (26)

где Кпр равен произведению Кп выбранных ручьев. Например, если выбраны ручьи; подкатной закрытый, предварительный и окончательный, то

Кпр = 1,6·1,1·1,05≈1,8.

Если Кпо > 1.8. то необходимо применить протяжной ручей.

Выбор заготовительных ручьев можно производить по диаграмме (рис. 25).

Рис. 25. Диаграмма пределов применения заготовительных ручьев (по А. В. Ребельскому); зоны: БЗ — без заготовительных ручьев; Переж.-пережимкой; ПО — подкатной открытый; ПЗ — подкатной закрытый. Пример: Дано: Gп= 0,6; α = 1,37; β = 3,25. В качестве заготовительных переходов следует применить подкатку закрытую (ПЗ).

При выборе заготовительных ручьев необходимо учитывать следующее:

  1. Если расчетная заготовка элементарная (см. рис. 20), то заготовительные ручьи определяют непосредственно по расчету Кпо. При наличии на расчетной заготовке таких выступов, что dв/dmin>1,2 или  головки сложной формы рекомендуется, кроме протяжного ручья (если по расчету он необходим), применять еще формовочный и подкатной открытый ручьи.
  2. При сложной расчетной заготовке с общим для всех участков средним сечением dcp (см. рис. 22 и 23) следует определить заготовительные ручьи для каждой элементарной расчетной заготовки и выбрать наиболее трудоемкий процесс. Например, если для трех участков сложной эпюры соответственно требуется по расчету протяжной, подкатной открытый и подкатной закрытый ручьи, то для расчетной заготовки в целом следует применить протяжной и подкатной закрытый ручьи.
    Если по расчету для всех участков получается только протяжной ручей, то в целях фиксации расстояний между головками рекомендуется применить еще формовочный или подкатной открытый ручьи.
  3. При сложной расчетной заготовке с различными средними сечениями d1cp, d2cp и т. д. по участкам (см. рис. 24) следует определить заготовительные ручьи для каждой элементарной расчетной заготовки, исходя из ее dmax и dcp и выбрать наиболее трудоемкий процесс. При условии, когда dcp. max/dcp. min>1,2, применить  протяжной ручей, сделав раствор его а в соответствии с dcp. min.
  4. Если для расчетной заготовки в целом требуется только протяжной ручей и штамповка ведется с клещевиной, то при dcp > 30 мм нужно применять еще подкатной открытый ручей для получения перешейка между поковкой и клещевиной.
  5. Если по цеховым условиям приходится использовать заготовку сечением, большим, чем это необходимо по расчету, то в таких случаях применение протяжного ручья (или в крайнем случае площадки для протяжки) обязательно.
  6. Вместо протяжного ручья следует применять площадку для протяжки, если необходима:
    а) оттяжка конца под клещевину;
    б) оттяжка короткого конца, длина которого в исходной заготовке меньше ее толщины;
    в) грубая оттяжка равномерного по толщине или ступенчатого конца.
  7. Если заготовка после подкатного или протяжного ручья резко выходит за контуры штамповочного ручья в плане, то следует применить дополнительно формовочный ручей. В определенных случаях вместо подкатного и формовочного ручья можно использовать один несимметричный подкатной ручей (см. табл. 15, п. 6).
  8. Необходимо увязывать выбор заготовительных ручьев с применяемой комбинацией  штамповочных ручьев:
    а) применение заготовительно-предварительного ручья упрощает процесс по заготовительным ручьям;
    б) наоборот, отмена предварительного ручья часто влечет за собой необходимость более тщательной обработки исходной заготовки в заготовительных ручьях.
  9. Применение высаженной на горизонтально-ковочной машине заготовки, вальцованной заготовки или периодического проката сильно упрощает процесс по заготовительным ручьям и часто позволяет производить штамповку вообще без них.

Выбор штамповочных ручьев и варианта штамповки. Для поковок 1-й подгруппы типа А применяют окончательный ручей, для поковок типа Б — предварительный и окончательный, а в некоторых случаях предварительно-заготовительный и окончательный ручьи в зависимости от формы и соотношения размеров поперечного сечения поковки (см. табл. 13, е, ж, з).

2 подгруппа. Выбор заготовительных ручьев. При штамповке применяют заготовительные ручьи 3-1-2 по табл. 4: пережимной и площадку для расплющивания. Выбор ручьев производят так же, как и для поковок 1-й подгруппы с помощью расчетной заготовки, эпюры сечений расчетной заготовки и коэффициентов подкатки. По размерам расчетной заготовки определяют общий необходимый коэффициент подкатки по формуле (25).

Величина Кп пережимного ручья равна 1,2, площадки для расплющивания — 1.
В трех ручьях: пережимном, предварительном и окончательном Кпр = 1,2·1,1·1,05≈1,4.
Ручьи выбирают по неравенству (26). Если Кno>1,4, то поковку следует относить к I группе, 1-й подгруппе. При этом не исключается возможность применения пережимного ручья.
Ориентировочно можно рекомендовать при Кпo< 1,1 применять площадку для расплющивания вместо пережимного ручья.

Выбор штамповочных ручьев и варианта штамповки. Для поковок 2-й подгруппы типа А применяют окончательный ручей, а для поковок типа Б — предварительный и окончательный, а в некоторых случаях предварительно-заготовительный и окончательный ручьи в зависимости от формы и соотношения размеров поперечного сечения поковки (см. табл. 13, е, ж, з).

3-я подгруппа. Выбор заготовительных ручьев. При штамповке этих поковок применяют заготовительные ручьи 3-1-3 по табл. 4: при штамповке поковок типа А — высадочный ручей, а при штамповке поковок типа Б — специальный протяжной и высадочный ручьи.
Этими ручьями пользуются в случае наличия одного фланца или бурта, требующего Кпо=Smax/Scp>1,8 [см. формулу (25)] и при сравнительно коротком стержне.
При Кnо≤1,8 или длинном стержне поковки относят к I группе, 1-й подгруппе типу А.

Выбор штамповочных ручьев и варианта штамповки. Для поковок 3-й подгруппы применяют один окончательный ручей или два ручья предварительный и окончательный, в случае необходимости увеличить стойкость окончательного ручья и уменьшить прилипание.

4-я подгруппа. Выбор заготовительных ручьев. Поковки данной подгруппы требуют гибки, которая производится либо с помощью гибочного ручья (типа А), либо непосредственно в штамповочном ручье (тип Б). Заготовительные ручьи для поковок типа А необходимы такие же, как и для поковок 1-й подгруппы. Для поковок типа  Б,   при lравз/bcp> 2,5 применяют заготовительные ручьи, как для поковок 1-й подгруппы, а при lравз/bcp> 2,5 как для поковок 2-й подгруппы. Выбор ручьев производят, как и для поковок 1 или 2-й подгрупп, с помощью расчетной заготовки, эпюры сечений расчетной заготовки и коэффициентов подкатки.

Форма поковки и степень вытяжки заготовки процессе гибки обусловливают построение расчетной заготовки одним из следующих трех способов.

 
  1. Построение расчетной заготовки по развертке (рис. 26) применяют для поковок плавных форм, требующих гибки без значительной вытяжки заготовки. При этом строят развертку по линии, проходящей примерно на расстоянии ⅓ толщины t от внутреннего контура поковки. Затем производят построение расчетной заготовки и эпюры сечений развертки, как для поковки с вытянутой осью.

    Рис. 26. Построение расчетной заготовки по развертке

  2. Построение расчетной заготовки по элементам (рис. 27) применяют для поковок с резкими перегибами, требующими гибки со значительной вытяжкой заготовки на соответствующих участках.
    При этом выделяют участки, почти не подвергающиеся вытяжке в процессе гибки (элементы длиной l1 и l3 на рис. 27, а), что достигается проведением лучей ОВ и ОС из центра О дуги перегиба; для этих элементов соответствующие участки расчетной заготовки (рис. 27, б) строят, исходя из сечений, перпендикулярных к осям ab и cd.

    Рис. 27. Построение расчетной заготовки по элементам

    Для определения длины элемента l2 производят построение главной оси поковки на участке перегиба: из центра О проводят ряд сечений (ОМ, ОЕ и т. д.) и определяют положение точек 1, 2, 3 и т. д., представляющих собой проекции центров тяжести соответствующих сечений (ОМ, ОЕ и т. д.) на план поковки. Длина кривой b — 1—2—3. . .—с и представляет собой искомую длину l2. Затем находят площади поперечных сечений (ОМ, ОЕ и т. д.) поковки с заусенцами, соответствующие диаметры расчетной  заготовки dэ1, dэ2 и т. д., которые откладывают на линиях, соответственно проходящих через точки 1, 2, 3, . . ., и таким образом получают элемент расчетной заготовки на участке изгиба поковки (второй элемент расчетной заготовки в рассматриваемом случае).
  3. Построение расчетной заготовки непосредственно по сечениям (рис. 28) применяют для поковок такой формы, с такой линией разъема а пли главной осью б, которая требует применения гибки, протекающей за счет вытяжки заготовки без ощутительного изменения ее длины. При этом построение расчетной заготовки производят непосредственно по сечениям как для поковок с вытянутой осью (I—I).
Рис. 28. Построение расчетной заготовки непосредственно по сечениям

По размерам расчетной заготовки определяют общий необходимый коэффициент подкатки по формуле (25).

Коэффициент подкатки гибочного ручья Кп = 1.2.

При выборе Кп других заготовительных ручьев рекомендуется пользоваться табл. 9.

Нужно иметь в виду, что гибочный ручей заменяет формовочный. Его применяют только для поковок 4-й подгруппы типа А.

Выбор штамповочных ручьев и рианта штамповки. Для поково 4-й подгруппы типа А, п. а применяют окончательный ручей, для поковок типа А, п. б — предварительный и окончательный ручьи, а в некоторых случаях — предварительно-заготовительный и окончательный ручьи в зависимости от формы и соотношения размеров поперечного сечения поковки (см. табл. 13, е, ж, з).

Для поковок 4-й подгруппы типа Б необходимо уравновешивание сдвигающих усилий. Для поковок типа Б, п. а применяют окончательный ручей, а для поковок типа Б, п. б — предварительный и окончательный ручьи и иногда предварительно-заготовительный и окончательный ручьи (см. табл. 13, е, ж, з).

5-я подгруппа. Выбор заготовительных ручьев. Заготовительные ручьи выбирают как и для поковок 1-й подгруппы. Для поковок 5-й подгруппы типа А в ряде случаев требуется применение формовочного ручья в целях одностороннего смещения металла в сторону отростка. Иногда вместо подкатного и формовочного ручьев целесообразно применить несимметричный подкатной ручей.

Выбор штамповочных ручьев и варианта штамповки. Для поковок 5-й подгруппы типа А применяют заготовительно-предварительный ручей с упрощенной формой полости (см. табл. 13, и) и окончательный ручей, для поковок типа Б — заготовительно-предварительный ручей с рассекателем (см. табл. 13, д) и окончательный ручей. В зависимости от формы и размеров поковок иногда целесообразны различные варианты штамповки поковок в свернутом или развернутом виде.

6-я подгруппа. Выбор заготовительных ручьев производят в зависимости от того, к какой из подгрупп (1-5-й) можно привести поковку, изменяя ее для рациональной штамповки на молоте и последующей штамповки на другом оборудовании.

Выбор штамповочных ручьев и варианта штамповки также зависит от того,  к какой подгруппе приведена данная  поковка.

Применение отрубного ручья, установление количества поковок из одной анготовки и применение клещевины при штамповке. Поковки небольшого веса и малой длины штампуют обычно из одной заготовки поочередно; отделяя каждую поковку вместе с заусенцем от исходного прутка на ноже (рис. 29, А).

 

Если вес и длина поковки не позволяют применять заготовку большую, чем на две поковки, то рекомендуется не отрубать первую поковку на ноже, а производить штамповку с поворотом (рис. 29, Б) заготовки на 180° после отштамповки первой поковки.

Рис. 29. Диаграмма пределов применения различных заготовок: а — граница зоны применения заготовки на несколько поковок с отрубкой на ноже; б — граница зоны штамповки из заготовки на две поковки с поворотом, кривые в и г дают расширенную зону штамповки с поворотом для поковок простых форм; Ln — наибольший габаритный размер поковки в мм; Gn — вес поковки в кг; lкл — длина клещевого конца в случае оттяжки клещевины; l'кл — тоже без оттяжки клещевины; Азг — толщина исходной заготовки (по А. В. Ребельскому)

При штамповке из длинного прутка по первому варианту (см. А на рис. 29) рекомендуется так подобрать длину заготовки, чтобы последнюю поковку (или последнюю совокупность поковок при многоштучной штамповке) штамповать с поворотом заготовки и тем самым осуществлять процесс без применения клещевины.

Прибегать к штучной заготовке (рис. 29, В) следует только, когда длина lп и вес Gп поковки настолько значительны, что не представляется возможности производить штамповку из заготовки на две поковки с кантовкой.

Зоны на диаграмме (рис. 28) позволяют исходя из величин lп и Gп, выбирать соответствующий вариант заготовки по длине. Исключение составляют штамповка заготовок, поставленных на торец, штамповка, требующая оттяжки обоих концов заготовки, и изготовление поковок весьма сложных форм, неудобных при штамповке от прутка и в отрубке.

 

Клещевину не следует применять в тех случаях, когда штамповку производят без подкатных ручьев. Следует иметь в виду, что применение открытого со стороны клещевой выемки подкатного ручья (рис. 30) позволяет в ряде случаев осуществлять штамповку без клещевого конца; желательно использовать в качестве клещевины оттянутый конец заготовки (см. а1 на рис. 29, В).

Рис. 30. Штамповка без клещевины

Клещевину можно не оттягивать, если предусмотрено ее использование в качестве исходной заготовки для других поковок.
Размеры клещевого конца при штамповке без его оттяжки (см. а на рис. 28, В) и с оттяжкой а1 рекомендуется определять, как указано в табл.12.

Определение размеров и выбор исходной заготовки. Размеры исходной заготовки определяют исходя из двух основынх факторов: расчётной заготовки и принятой комбинации переходов штамповки.

Объём заготовки на одну поковку Vзг равен произведению площади сечения заготовки Sзг на ее длину lзг, отнесенную к одной поковке, т.е.

Vзг=Sзгlзг                  (27)

Объём заготовки V'зг с учётом потерь (без клевещины) определяют по формуле

                (28)

где Vз=Vп+Vз — суммарный объём поковки и заусенца; δ — угар металла в %.

Объем поковки Vп рассчитывают по номинальным размерам с добавлением к вертикальным размерам половины положительного отклонения.

На основании расчетных заготовок (эпюр) и принятого процесса штамповки по переходам, а также с учетом потери металла на угар и способа укладки заготовки в заготовительные ручьи рекомендуется площадь поперечного сечения заготовки S'зг определять по табл. 10, составленной для поковок с элементарной расчетной заготовкой.

Таблица 10. Определение площади сечения исходной заготовки для поковок с элементарной расчётной заготовко (по А.В.Ребельскому)

Принятые переходы

Формула

Примечание

Без заготовительных
ручьев (БЗ)
или с применением
гибки

S'зг = (1,02÷1.05) Sсp (l)

Меньшее значение коэффициента при Scp применять, когда заготовка
перекрывает штамповочный ручей по всей длине, большее —
если она не доходит до конца ручья

С пережимом или
формовкой

S'зг= (1,05÷1,3) Scp (2)


Меньшее значение коэффициента применять, когда исходная заготовка
закладывается до конца заготовительного ручья, большее —
если она закладывается не до конца ручья

С подкаткой (ПО
или ПЗ)

S'зг=Sпд (1.02÷1,2) S (3)

С протяжкой

S'зг = Sпд=V'г/lг (4)

Эта же формула применяется, если после протяжки производится формовка или гибка.
V'г=Vг 100+δ/100 - объем головки расчетной заготовки с учетом потерь на угар;
δ — угар в %; lг - длина головки расчетной заготовки (см рис. 20)

С протяжкой
и подкаткой

S'зг = Sпp — К (Sпp - Sпд) (5)

Sпд - по формуле (3) с коэффициентом 1,2;
Sпр - по Формуле (4);
К — конусность стержня расчетной заготовки (см. рис. 20)

Определение площади сечения исходной заготовки S'зг для поковок со сложной расчетной заготовкой — сложной эпюрой (см. рис. 22-24) производят следующим  образом:

  • в случае штамповки без заготовительных ручьев (БЗ) или с применением гибки (Гб), пережима (Переж.), формовки (Форм.) или подкатки (ПО и ПЗ) S'зг — соответственно по формулам (1)—(3) табл. 10;
  • в случаях штамповки с применением протяжки (Прот.) или протяжки -подкатки (Прот.—ПО или Прот.—ПЗ) надо для каждого участка расчетной заготовки (эпюры) определить S'зг соответственно по формулам табл. 10 и выбрать наибольшее из полученных значений;
  • в случаях штамповки с применением одного высадочного ручья — по формуле

    S'зг = 0,98 πd2min/4            (29),

    где dmin — диаметр концевого участка поковки большей длины;
  • в случаях штамповки с применением высадочного и специального протяжного ручьев — по формулам:

где V'ф — объем фланца поковки с учетом потерь на заусенец и угар, определяется аналогично определению V'зг по формуле (28); D'зг — диаметр расчетной заготовки с учетом потерь на заусенец и угар.

Профиль сечения исходной заготовки и его размеры выбирают следующим образом.

Определив S'зг, подбирают по стандарту квадратный или круглый профиль с ближайшей большей к ней площадью поперечного сечения, найдя таким образом Азг или Dзг; если запроектирован высадочный ручей и не предусмотрен специальный протяжной, то Dзг≤ dконц

Более выгодно применять квадратный профиль. Круглую по сечению заготовку следует использовать в следующих случаях: 1) при гибке с резкими изгибами, приводящей к зажимам при штамповке из квадратного профиля; 2) когда на поковке есть круглый по сечению участок, не подвергающийся штамповке; 3) если применяется высадочный ручей или заготовка подвергается штамповке на молоте после высадки на горизонтально-ковочной машине; 4) когда заготовка должна отличаться по профилю от равновеликой заготовки стали другой марки.

Следует иметь в виду, что в ряде случаев рациональнее применять заготовки, высаженные на горизонтально-ковочной машине, из проката периодического профиля или заготовки, полученные вальцовкой на ковочных вальцах.



 
 
Добавить предприятие
 


 
 
 
 
 
 
 
Тел.: (8552) 39-71-29
промышленные предприятия Условия использования материалов сайта Политика конфиденциальности
 
Создание сайта Вебцентр