Штамповка на высокоскоростных молотах

Подвижные детали высокоскоростных молотов имеют малые массы, но перемещаются с большой скоростью (18-30 м/сек). Высокоскоростные молоты по сравнению с обычными паровоздушными значительно компактнее, требуют меньшей площади в цехах, не нуждаются в глубоких и сложных фундаментах.

• Высокоскоростные молоты

Высокоскоростные молоты широко используют при штамповке трудно-деформируемых металлов и сплавов, в основном для изготовления осесимметричных поковок (рис. 73 и 74).

Рис.73. Поковка, полученные за один  удар: а - ступица маховика наносного лодочного мотора; б - 6уровая коронка; в - ступица; г - турбинный диск (металл течет через малые  полости и  заполняет большие сечении  поковки); д- сложная поковка, без заусенца и штамповочных уклонов

Рис. 74. Поковка промежуточного валадли автомобиля, изготовленная из углеродистой стали (заготовка диаметром 60 мм, длиной 49 мм. нагрев 1065° С)

Преимущества штамповки на высокоскоростных молотах:

• получение поковок сложной окормы за один удар, и только при штамповке особо труднодеформируемых сталей и сплавов число ударов повышается до 2-3;
• возможность изготовления поковок без уклонов, с острыми углами, с тонкими штампуемыми плоскостями, но не тоньше 0,5-0,8 мм (рис. 73. г);
• допуски можно выдерживать в пределах ±0,125 мм, при холодном выдавливании могут быть достигнуты ±0,025 мм;
• экономия металла — объем заготовки подсчитывают по объему поковки с добавлением на заусенец самых минимальных размеров; резку заготовок выполняют обычно на пилах;
• быстрая смена штампов (10-15 мин), поэтому процесс пригоден для мелких партий штампуемых поковок;
• процесс штамповки легко автоматизируется, так как производится за один удар молота и в одном ручье (редко в двух ручьях);
• повышение качества поковок - более мелкое зерно и более равномерная  твердость.

Применяют две конструкции штампов:

1. закрытые - в них получают поковки более однородные по структуре, стабильные по форме и с жесткими допусками;
2. открытые - обусловливают обычное течение металла при заполнении ручьев и дают возможность обеспечить желаемое направление волокон.

Конструктивные элементы аналогичны прессовым штампам (рис. 75). Рис. 75. Схема конструкций штампов, применяемых на высокоскоростном молоте фирмы «U. S. I.»: а — для турбинного диска; б — для ступицы; в — для плиты; г — для буровой коронки При этом рекомендуется: для пуансона применять направляющие; зазор между пуансоном и направляющими выдерживать в пределах 0,025-,1 мм на сторону; . величину вхождения пуансона в матрицу определять упорами в целях обеспечения нужной толщины и длины поковок; выталкиватели и съемники применять в зависимости от формы поковок; допуски на усадку поковок принимать по обычным нормам;  широко применять вставки — в целях сокращения стоимости штампов.

Рекомендуется хромистая инструментальная сталь типа 4Х5В2ФС; пуансоны термически обрабатывать на твердость ниже HRC 50, чтобы воспринять удар, и выше HRC 46, чтобы со хранить геометрическую форму. Такая же твердость рекомендуется и для матриц. Обоймы и другие детали, не контактирующие с горячим металлом, изготовляют из менее легированной стали и термически обрабатывают на твердость HRC 36-0. Режим термообработки стали типа 4Х5МФС - мпература закалки 1040 - 60° С, твердость HRC 54, температура отпуска 600-10° С, твердость HRC 45-6, температура отпуска 550-60° С, твердость HRC 48-0.

Смазка штампов — наилучшие результаты получены при применении раствора суспензии графита в воде.

Штампы изготовляют путем снятия стружки на станках, электроэрозионным способом, отливкой и штамповкой непосредственно на высокоскоростных молотах, используя для этого мастер-пуансон практически с теми же размерами и допусками, какие должны быть на поковке и в ручье штампа.

На рис. 76 изображена штамповка матрицы при температуре нагрева около 1100° С; рабочая поверхность ее предварительно грубо обработана. Рис. 76. Штамповка матрицы для буропой коронки за один удар на высокоскоростном молоте фирмы «U. S. I.»: 1 - верхняя плита; 2 - нижняя плита; 3 - мастер-пуансон; 4 - штампуемая матрица; 5 - обойма Поверхность пуансонов и матриц тщательно полируют. Стойкость штампов иногда повышается за счет хромирования, нитрирования и других каких-либо покрытий рабочих поверхностей.

Схема организации рабочего места при автоматизированном производстве поковок на высокоскоростном молоте фирмы «U. S. I.» показана на рис. 77. Горячекатаные прокатаные прутки длиной 6-8 м автоматически подаются со стеллажа в индукционную установку для нагрева до ковочной температуры. Рис. 77. Схема организации рабочего места при автоматизированном производстве поковок на высокоскоростног молоте фирмы «U. S. I.»: 1 - загрузочный магазин с заготовками; 2 - конвейер, подающий заготовки на нагрев; 3 - подъемник для подачи заготовок и индуктор и для проталкивания их через индуктор; 4 - индуктор; 5 - механизм для подачи нагретых заготовок в штамп и отбора отштампованных поковок; 6 - клещи; 7 - нагретая заготовка; 8 - молот дли высокоскоростной штамповкн; 9 - выталкиватель из верхнего штампа; 10 - поковка; 11 - подхватыватель и сбрасыватель поковок; 12 - приемник для поковок; 13 - конвейер для отбора поковок