Штамповка поковки типа стержня с утолщением

Как правило, процесс штамповки поковок типа стержня с утолщением (головки) гp. III (см. таб. 1) включает получение стержня выдавливанием и головки осаживанием в закрытых или открытых штампах.

Выбор переходов штамповки. При выборе переходов для поковок III гр. 1-й подгруппы процесс выдавливания отдельных элементов поковки и доштамповки головки осуществляется в один, два или три штамповочных перехода. Кроме того, по мере необходимости вводят осадку.

В один переход можно получить поковки:

1. Со стержнем и головкой несложной формы с коэффициентом вытяжки К не более 7,5—7,8. При этом заготовка должна быть чистой от окалины.
   На рис. 25. а изображена поковка шарового пальца передней подвески (К = 3,3). Зазор между пуансоном и матрицей 0.05—0.13 мм. а между матрицей и заготовкой 0,5—1,5 мм с учетом допуска на диаметр заготовки. Торцовый заусенец при штамповке не получается.
   У поковки шпильки (рис. 25, б) диаметр заготовки равен диаметру головки (К = 2,5). Особенностью поковки является эксцентричное расположение   стержня, который вполне удовлетворительно ловкой получается выдавливанием. Торцовый заусенец отсутствует;
2. Со ступенчатым хвостовиком, у которых общий коэффициент вытяжки может быть несколько больше 8 (до 10). но отношение диаметра головки к диаметру большей ступени стержня меньше 8 и длина меньшей ступени стержня небольшая. На рис. 26 показана поковка шлицевого конца со ступенчатым стержнем. Коэффициент вытяжки для толстой части стержня 2,3 и для тонкой 6,3. Поэтому поковка штампуется в один переход без торцового заусенца. При выдавливании в головке одновременно получается глухая квадратная полость;
3. Со ступенчатым хвостовиком и большим фланцем. Коэффициент вытяжки более 8. Заусенец может быть торцоный и поперечный. Изображенная на рис. 27 поковка цапфы имеет такую форму, что на фланце диаметром 152 мм удобней получать и обрезать поперечный заусенец, а не торцовый;
4. Типа развилин с небольшой разницей сечений в стержне и в щеках вилки. Для решения вопроса о возможности штамповки таких поковок в одни переход необходимо проверить возможность получения развилины из заготовки, диаметр которой равен или немного меньше диаметра стержня, и затем проверить длину выдавливаемой части заготовки. Форма вилки должна быть такова, чтобы пуансон не имел тонких стенок. Для этого целесообразно ввести на щеках вилки плоские заплечики. При менее благоприятных формах поковки выдавливание выполняют в два и более переходов. В качестве примера на рис. 28 показана поковка вилки кардана, штампуемая в один переход. Щеки вилки получаются обратным выдавливанием.

Невысокие выступы и неглубокие полости (размером не больше их диаметра) на торцовой поверхности головки создаются в один переход одновременно с выдавливанием стержня и головки.

Штамповка в два перехода осуществляется:

1. при большом коэффициенте вытяжки К, когда необходимо расчленение процесса, чтобы обеспечить получение качественной поковки;
2. при сложной форме головки поковки, когда после выдавливания необходима доштамповка головки.

В первом переходе происходит оформление стержня и предварительное осаживание головки (как правило, оформляется 65—95% длины стержня). Во втором ручье производится доштамповка головки. Одновременно окончательно оформляется стержень путем его удлинения. При этом чем сложнее головка и больше усилие доштамповки, тем больше величина дополнительного удлинения стержня во втором переходе (до 25—30%). При отладке штампа величина выдавливания стержня поковки в первом и втором ручьях может быть отрегулирована с помощью клинового регулировочного устройства или прокладок и фасонных шайб.

Поковки со стержнем ступенчатой формы штампуют выдавливанием так же, как и с цилиндрическим или коническим стержнем. Количество ступеней на стержне не должно превышать трех, в местах переходов необходимо вводить плавные закругления, диаметр наименьшей ступени стержня должен быть не менее (0.2 ± 0,3) Dпок. В отдельных случаях диаметр заготовки можно выбрать по диаметру большей ступени стержня, тогда меньшая ступень его будет получаться выдавливанием, а головка — осаживанием. Если поверхность головки несложная и периметр круглый, доштамповку головки производят в закрытом ручье. Конические и шарообразные головки доштамповывают в открытом ручье с плоским заусенцем. Если штамповку осуществлять в закрытом ручье, то для обеспечения прочности пуансона необходимо вводить на поковке специальный напуск и тогда выдавливание можно выполнять в одном ручье (рис. 29). Рис. 29. Варианты штамповки поковок с конической и шаровидной головками: а — в открытом; б — в закрытом штампе

Иногда форма поковки позволяет обеспечить прочность пуансона, если расположить коническую часть поковки в матрице (рис. 30).     Рис. 30. Схема штамповки поковки со ступенчатой конической головкой: а — неправильно; б — правильно

Если размеры выступов таковы, что при любом расположении поковки в штампе получается тонкостенный пуансон, рекомендуются следующие варианты: 1) доштамповка в открытом штампе; 2) увеличение диаметра утолщенной части поковки; 3) введение бурта, обрезаемого на прессе, как заусенец, или же снимаемого на станке при обработке поковки резанием. На рис. 31 показаны переходы штамповки клапана автомобильного двигателя. Излишек металла в заготовке при выдавливании передается в стержень. Рис. 31. Двухпереходнля штамповка поковки клапана

В два перехода без торцового заусенца штампуют поковку ведущего вала (рис. 32). В первом переходе происходит выдавливание стержня при К = 6,2. Во втором — штамповка головки, образование верхней ступени стержня и оформление стержня по длине примерно на 25—30%. Рис. 32. Двухпереходная штамповка поковки ведущего вала

При штамповке поковки ведомого вала (рис. 33) в первом переходе оформляется конический и частично цилиндрический элементы стержня, во втором — доштамповывается головка, цилиндрическое основание конической части стержня и окончательно оформляется цилиндрический тонкий конец стержня.  Пуансон первого перехода имеет коническую торцовую поверхность. Рис. 33. Двухпереходная штамповка поковки ведомого вала

Поковку цапфы (рис. 34) штампуют, считая осадку, в три перехода. После осадки заготовка принимает бочкообразную форму с коническими фасками у торцов для фиксации во втором переходе, где производится выдавливание стержня и оформление конической головки в закрытом штампе. Коэффициент вытяжки К — 6,0. В третьем переходе производится штамповка головки в открытом штампе с поперечным заусенцем. Если в результате износа штампов на поковке второго перехода появляется торцовый заусенец, он находится вне пределов поковки и на третьем переходе заштамповывается в поперечный заусенец. Избыток металла направляется в заусенец, а не в стержень, так как течение металла в стержень ограничивается толкателем (компенсатором). Подрезка стержня заменяется обрезкой заусенца. Форма головки во втором  переходе позволяет применить пуансон с кольцевой площадкой.   Рис. 34. Штамповка поковки цапфы в три перехода, считая осадку