Главная / Ковка и штамповка стали / Стойкость штампов

Стойкость штампов

Общая стойкость штампов складывается из стойкости нового штампа и стонкостей после ряда его возобновлений. В крупносерийном и массовом производствах штампы обычно возобновляют для штамповки одного и того же типа поковок. При небольших сериях поковок практикуют возобновление штампов с одновременной их переточкой на другой тип поковок примерно того же размера. При рациональном использовании штампов возможна их переделка после окончательного износа на штампы меньшего размера. Общая стойкость штампов, в основном зависящая от формы и размера поковок, определяется возможным количеством возобновлений штампов в пределах допустимых размеров по высоте.

Общую стойкость штампа можно определить по выражению

,              (4)

где z - средняя стойкость штампа за одну установку в шт.

При работе со штампами большой твердости для их возобновления необходим отжиг или высокий отпуск. После возобновления штампы подвергают обычной термической обработке и стойкость их такая же, как и новых. Пели возобновление штампов возможно в термообработанном состоянии, то в зависимости от глубины прокаливаемости стали каждое следующее возобновление снижает их твердость, а следовательно, и стойкости. В этом случае стойкость штампа определяют по формуле

,             (5)

где Гη— коэффициент, учитывающий снижение стойкости штампа после возобновлений.

Расход штампов определяется их стойкостью, которая в значительной степени зависит от марки штампуемой стали, способа изготовления штампов и условий их эксплуатации. В табл. 19 приведена сравнительная стойкость молотовых штампов, изготовленных из различной стали при штамповке одной и той же поковки, а в табл. 20 - средние данные стойкости и расхода штамповой стали 5ХНМ на 1000 кг поковок при изготовлении их на молотах крупными сериями из различных марок среднелегированной стали.

Таблица 19. Относительная стойкость молотовых штампов

Материал штампа

У7

4ХС

5ХГМ

5Х НМ

3Х2В8

X12M

Относительная стойкость в %

100

120

140

130

250

320

Таблица 20. Средняя стойкость молотовых штампов из стали 5ХНМ

Тип поковок

Стойкость до первого
возобновления в шт.

Число
установок
штампов

Стойкость до
полного износа
штампа в шт.

Удельный расход
штамповой стали на
1000 кг поковок в кг

Тяжелые и длинные поковки (передние оси, коленчатые валы)

3 500

3

10 500

7.8

Поковки типа поворотных кулачков

5 000

3

15 000

11.0

Шатуны и рычаги средних размеров

10 000

4

40 000

13,5

Поковки типа шестерен

15 000

4

60 000

12.0

С увеличением относительных размеров и веса штампов их стойкость возрастает. Большой объем штампов способствует лучшему отводу тепла в процессе работы, поэтому штампы малого размера для одних и тех же поковок имеют пониженную стойкость. Штампы для небольших поковок отличаются большей стойкостью по сравнению со штампами для крупных поковок. Ухудшение теплового режима крупных штампов приводит к большему износу их. Штампы крупных молотов и прессов менее стойки, например, для молотов с весом падающих частей до 1 т суммарная стойкость штампов достигает 18 000-20 000 поковок, для 2-3-тонных молотов - 10 000-12 000, а для 5-10-тонных молотов и более только 3000-6000 поковок.

 

На рис. 12 приведена зависимость средней межремонтной стойкости молотовых штампов (из стали 5ХНВ, с твердостью рабочей поверхности НВ 341-368) от веса и сложности поковок.

Рис.12. График стойкости молотовых штампов: I - поковок I группы; II- поковок; II группы; III-поковок III группы

Штамповка поковок из углеродистой и среднелегированной стали осуществлялась при температуре нагрева 1150-1200° С и подогреве штампа газовыми горелками до 250-400° С.  

Применялась смазка штампов мазутом, сбив окалины производился на зеркале штампа с последующей обдувкой воздухом. Для поковок типа тел вращения и им подобных (I группа, кривые 1) стойкость штампов, определяемая по кривым, действительна для отношения приведенной высоты (Hпp=V/Fmax) к наибольшему диаметру поковки  Hпp/Dп=0,15. При величине этого отношения 0,05 и менее полученную характеристику стойкости штампа следует умножить на 0.7; при  Hпp/Dп=0,05÷0,1 - соответственно на 0,85, а при Hпp/Dп= 0,3 и более - на 1,2.

Для поковок валов (II группа) и поковок других форм, некруглого сечения, но с удлиненной осью (III группа) соответствующие кривые показывают среднюю стойкость штампов в зависимости от веса поковок.

Стойкость штампов можно определить по формуле

Z=A/Gm

где G — вес поковок в кг; А и m — коэффициенты: для  поковок I группы соответственно 940 и 0,42; II группы —8400 и 0,4; III группы — 4500 и 0,35.

 

Чем больше высота поковки, тем ниже стойкость штампов  (рис. 13). С увеличением высоты мостика заусенца h3 по отношению к высоте поковки Н стойкость штампов (в связи с уменьшением сопротивления металла деформации) увеличивается (рис. 14). Для открытых штампов обычно смятие мостика канавки для заусенца. С увеличением высоты заусенца h3, и радиуса r округленна мостика канавки стойкость штампа для одной и той же поковки увеличивается;

Рис. 13. Зависимость стойкости штампов от высоты поковок при штамповке на молотах с весом падающих частей 1-8 т

 

Рис. 14. Зависимость средней стойкости молотовых  штампов А от отношения h3/H поковок типа шестерен: I — область преобладающего износа смятием; II — область износа истиранием

Недостаточный вес падающих частей молота приводит к увеличению числа ударов при штамповке и ускорению износа штампов. Оптимальным числом ударов при штамповке на молотах считают от одного до трех, однако штамповка за один удар, предпочтительная в отношении производительности работы, не рациональна при отсутствии чернового ручья вследствие пониженной стойкости мостика канавки для заусенца.

У прессовых открытых штампов, в которых штамповка осуществляется за один ход, обычно бывает черновой или формовочный ручей, а канавки выполняют с увеличенной шириной мостика.

Нижняя половина штампа (молотового особенно) изнашивается быстрее, чем верхняя, поэтому ее иногда делают более высокой или изготовляют 2 шт. на каждый экземпляр верхней половины. Делают также в молотовых штампах и по два шпоночных гнезда, тогда каждую часть штампа можно использовать и как верхнюю, и как нижнюю. Кроме того, применяют диагональное расположение клиньев (по условиям безопасности вверху левый клин), при котором верхняя и нижняя половинки штампов взаимозаменяемы.

 

Наиболее изнашиваемым ручьем, определяющим срок эксплуатации штампа, является окончательный (чистовой) ручей. Поэтому не рекомендуется производить правку поковок в основном штампе (после горячей обрезки  заусенца).

При обычной смазке нет необходимости полировать поверхность штампов, так как при этом наблюдается налипание на нее металла. При обработке по 7-му классу точности (ГОСТ 2689—54) достаточным является 9-й класс чистоты поверхности (по ГОСТу 2789-59). На рис. 15 видно, что износ вальцовых штампов при повышении чистоты обработки поверхности с 5-го до 8-го класса снижается, а при повышении до 10-го класса — возрастает.

Рис. 15. Влияние чистоты поверхности вальцовых штампов на интенсивность их изнашивания: 1 - для стали 4Х8В2; 2 - для стали 5ХНТ

На ряде заводов применяют литые штампы, в том числе и молотовые, стойкость которых в общем не ниже, чем у кованых, а по некоторым данным даже выше.

Высокую стойкость имеют штампованные штампы, обладающие лучшей макроструктурой и имеющие остаточные сжимающие напряжения в поверхностном слое рабочей части.

 

На рис. 16 дано сопоставление стойкости молотовых штампов и штампов кривошипных горячештамповочных прессов в зависимости от веса поковок. Сопоставление произведено при штамповке поковок типа тел вращения в одинаковых условиях (нагрев в мазутных печах, отсутствие гидравлической очистки, смазка штампов мазутом), по данным минского тракторного завода. Стойкость прессовых штампов для небольших и средних по весу поковок (1-2 кг) значительно ниже стойкости молотовых штампов. С увеличением веса поковок до 4-6 кг разница уменьшается, и при дальнейшем увеличении веса (до 8-12 кг) несколько более высокой стой кости   обладают  прессовые  штампы.

Рис. 16. Сопоставление стойкости молотовых и прессовых штампов для поковок различного веса

 

Стойкость высадочных штампов можно определить по графикам (рис. 17) применительно к поковкам пяти групп сложности:

  • I — поковки с массивными высаженными головками типа тел вращения;
  • II — поковки шестерен, колец (с просечкой и без нее);
  • III — поковки с выступами и гонкими фланцами;
  • IV — поковки, изготовленные в скользящих матрицах;
  • V — поковки клапанов и другие с тонким полотном головок.

Рис. 17. График стойкости штампов ГКМ до полного износа: а - пуансонов; 1- пуансоны для набора; 2 - пуансоны формовочные; 3 - вставки для матриц; 4 - вставки для пуансонов; б — матриц

Количество возобновлений: 4 для группы IV; 6 для группы III и 8 для остальных групп.

 

Стойкость штампов горячей и холодной обрезки заусенца и перемычек, а также удельный расход штамповой стали приведены на рис. 18. Группы сложности поковок характеризуются следующими признаками: 1 — шестерни, шайбы; II— крышки подшипников и другие квадратные и прямоугольные поковки; III — вилки, крестовины; IV — валики, рычаги прямые и сложные; V — кривые рычаги, крюки; VI — поворотные кулаки, буксирные крюки; VII —коленчатые валы, передние оси.

Рис 18. Графики стойкости (а) и удельного расхода штамповой стали (б) для обрезных штампов: 1 — пуансоны для горячей обрезки; 2 — матрицы для горячей обрезки; 3 — пуансоны для холодной обрезки; 4 — матрицы для холодной отрезки

При планировании расхода штамповой стали соответствующий расход штамповых заготовок N в кг на 1 т поковок определяют по выражению

N=1000Q/(n+1)zG

где Q - вес комплекта штамповых заготовок в кг; n - число возобновлений штампа до полного износа; r - средняя стойкость штампа за одну установку в шт.; G - вес поковки в кг.



 
 
Добавить предприятие
 


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