Штамповка выдавливанием и прошивкой

Часто используют   термин «штамповка прессованием». Однако этот термин не отражает сущности процесса и мог бы быть применен к любому виду штамповки на прессах в отличие от штамповки на молотах. Кроме того, термин «прессование» обычно применяют для получения прессованных профилей и труб.

Штамповка выдавливанием. Штамповку выдавливанием  цветных сплавов  можно производить на кривошипных, гидравлических и винтовых фрикционных прессах. Штамповка выдавливанием существенно отличается от процесса прессования профилей и труб. При штамповке выдавливанием:

1) расстояние от торца пуансона до матрицы в конце рабочего хода обусловлено заданным размером утолщенного элемента поковки, а не толщиной допустимого минимального прессостатка;

2) поковка извлекается из штампа при обратном ходе ползуна пресса при помощи выталкивателя, при прессовании же полученный профиль отделяется от утолщенной части прессостатка, находящегося в контейнере. Таким образом, при штамповке выдавливанием возможная длина стержневого элемента поковки ограничена размерами штампового пространства пресса, а также длиной хода ползуна и толкателей пресса.

Непосредственно выдавливанием получают стержневые элементы поковок. Утолщенные ее элементы, в зависимости от их сложности, получаются или одновременно в окончательной форме или требуют для конечного оформления дополнительных переходов.

Поэтому выдавливание часто применяют в комбинации с другими способами штамповки. В частности, выдавливание с успехом может служить в качестве заготовительной операции для получения участка заготовки с уменьшенным поперечным сечением. При получении такого участка вытяжкой степень деформации является ограниченной, особенно для малопластичных сплавов, и часто возникает опасность появления трещин. При выдавливании же металл получает максимальную пластичность вследствие резковыраженного всестороннего сжатия и степень деформации может быть получена весьма высокая (80-—85%). К сказанному следует добавить, что точность участков поковки, получаемых штамповкой выдавливанием, выше, чем при обычной штамповке.

Существует два основных способа штамповки выдавливанием: прямое выдавливание и обращенное (обратное) выдавливание.

При прямом выдавливании (рис. 1, а) металл течет в направлении движения пуансона 1, передвигаясь относительно стенок матриц 2. При обращенном выдавливании (рис. 1, б) металл течет навстречу движению пуансона 1, почти не передвигаясь относительно стенок матрицы 2. При необходимости получения стержневых элементов с двух сторон поковки применяют комбинированное выдавливание, сущность которого понятна из рис. 1, в.

При прямом выдавливании трение металла о стенки матрицы затрудняет его течение и увеличивает необходимое деформирующее усилие. Величина последнего снижается по мере вытекания металла в отверстие матрицы вследствие уменьшения поверхности трения. При обращенном выдавливании деформирующее усилие при   прочих равных условиях несколько меньше, чем при прямом, и не уменьшается в ходе процесса. В практике обычно применяют штамповку прямым выдавливанием, поскольку инструмент при этом способе получается проще, чем при обращенном.

Поскольку диаметр заготовки для удобства ее укладки в матрицу выбирают несколько меньшим диаметра- матрицы, в начальной стадии / процесса происходит осадка заготовки, сопровождаемая частичным заполнением формы полости матрицы (пуансона). Затем на следующей стадии II заполняется полость и, наконец, с началом стадии III металл начинает вытекать в отверстие (очко) матрицы (пуансона). Форма поперечного сечения стержневой части поковки, образующейся выдавливанием, определяется формой отверстия (очка) матрицы.

Выдавливанием можно получать не только сплошные сечения, но и полые, для чего обычно необходима предварительно прошитая заготовка. Схемы получения полых сечений приведены на рис. 1.1. В этом случае также возможны два вида выдавливания: прямое и обращенное.

Одной из особенностей процесса выдавливания является образование зон застоя (мертвых зон), в которых не происходит течения металла, если дно матрицы плоское (рис. 4). Наличие этих зон при штамповке выдавливанием недопустимо, так как прочность связи этих зон с остальным металлом нарушается вследствие скольжения последнего вдоль поверхности, ограничивающей застойную зону.

Угол  2у, определяющий примерно конусообразную границу зоны застоя (угол естественной конусности), составляет 130—110°. Если дно матрицы выполнить коническим с углом, соответствующим углу естественной конусности (2у < 120°), то застойные зоны не образуются. Следовательно, при конструировании поковок, получаемых выдавливанием, необходимо выполнять переход от головки к стержню по конической поверхности с углом 2у  120° с соответствующими закруглениями.

В заключение общей характеристики штамповки выдавливанием следует отметить, что возможные колебания объема заготовки компенсируются отклонениями по длине выдавленного стержня, не влияя на другие размеры поковки. Поэтому под штамповку выдавливанием сортировать исходный, материал  не обязательно. Вместе с тем отсутствует опасность работы кривошипных прессов враспор, что способствует применению этих прессов для штамповки выдавливанием.

1 Июнь 2012 Опубликовано в История кузнечного дела

Прокомментировать