Припуски и допуски на штампованные поковки

Штампованная поковка отличается от готовой детали наличием припусков на обработку резанием на отдельных ее участках. Обработку штампованных поковок кругом производят лишь для поковок отдельных видов деталей, которые по всей поверхности находятся в соприкосновении с другими деталями (например, некоторые ступенчатые валы и валики, кулачковые валы и т. п.) или требуют очень большой точности по весу.

Значение припусков при штамповке то же, что и при ковке — они дают возможность получить после обработки резанием качественную поверхность заданной чистоты с неизменным химическим составом или структурой (например, без следов обезуглероженного слоя на стальных поковках или альфированного слоя на титановых).

Из сказанного следует, что чем выше требуемый класс чистоты поверхности детали, тем большую величину припусков необходимо назначать при прочих равных условиях. Вместе с тем для титановых и стальных поковок требуются большие припуски, чем для поковок из алюминиевых, магниевых и медных сплавов, химический состав и структура поверхности которых при нагреве под штамповку не изменяются.

И хотя точность штампованных поковок значительно выше, чем у поковок, получаемых ковкой, всегда присутствуют факторы (рассмотренные ниже), вызывающие отклонения фактических размеров поковок от номинальных.

1.           Недоштамповка. Этот дефект вызывает  увеличение вертикальных (т. е. направленных нормально к зеркалу штампа) размеров. Это отклонение обычно больше при штамповке на молотах, чем при штамповке на  горячештамповочных прессах. В последнем случае оно возникает лишь вследствие увеличения упругой деформации пресса, когда деформирующее усилие почему-либо возрастает (например, при пониженной температуре конца штамповки). При штамповке на гидравлическом прессе в упор при одинаковом конечном давлении жидкости недоштамповку можно свести к минимуму.

2.           Износ ручья штампа увеличивает размеры его полостей и уменьшает размеры выступов, что вызывает увеличение, т. е. положительное отклонение, всех размеров, измеренных по телу поковки, и уменьшение размеров отверстий в поковках.

3.           Упругие деформации штампа и поковки во время штамповки ведут к последующему увеличению размеров поковки при разгрузке. Упругие деформации увеличиваются с ростом деформирующего усилия, что может быть вызвано пониженной температурой конца штамповки, увеличенным объемом заготовки и другими причинами.

4.           Колебание величины усадки возникает при неодинаковых температурах конца штамповки. Чем выше эта температура, тем больше будет усадка поковки после остывания.

При определении размеров штампа следует принимать некоторую среднюю величину возможной усадки. Тогда отклонения размера поковки при колебаниях усадки будут как положительные, так и отрицательные. Для сплавов с узким температурным интервалом штамповки (алюминиевые, магниевые, медные) колебания усадки мало ощутимы (±0,1%). Для титановых сплавов и стали, температурный интервал штамповки которых значителен, колебания усадки особенно для крупных поковок могут быть достаточно заметны.

5.           Колебания температуры нагрева штампов, вызывая изменение размеров полостей ручьев, отражаются и на размерах поковки. Они увеличиваются с повышением температуры штампа.

6.           Наконец, особо следует отметить отклонение формы, вызываемое сдвигом одной половины штампа (верхней) относительно другой (нижней). Возможность и величина таких сдвигов зависит от конструкции штампа. Оказывает влияние и форма поковки.

При штамповке на молотах в штампах без направляющих, особенно если форма поковок обусловливает появление сдвигающих усилий, взаимный сдвиг половин штампа является неизбежным. Конструирование в молотовом штампе специальных направляющих резко снижает возможность сдвига. Наиболее точное совпадение полостей верхнего и нижнего ручьев обеспечивается при штамповке на кривошипных горячештамповочных прессах, направление ползуна которых отличается большей точностью, и в штампах с направляющими колонками.

Из предыдущего видно, что наиболее существенные факторы (недоштамповка, износ штампов) вызывают отклонения размеров поковки в сторону их увеличения. Из этого следует, что поле допуска при штамповке нужно распределить несимметрично.

Теоретически определять величину необходимых минимальных допусков пока не представляется возможным и основанием для их нормирования до сих пор служит экспериментально-статистический материал.

Есть несколько систем назначения допусков (а также и припусков) при штамповке, а именно, в зависимости от размеров поковки, площади ее проекции на плоскость разъема и веса (массы) поковки. Кроме того, существуют системы, представляющие собой комбинацию предыдущих. При этом иногда делают попытку учесть форму поковок путем классификации их по группам или по соотношению каких-либо характерных размеров (например, по отношению габаритных размеров в плане).

Допуски  определяются по элементам: на износ штампов, недоштамповку, смещение (исходя из веса (массы) поковки), колебания усадки, эксцентричность, кривизну и др. (в зависимости от величины линейного размера).

Величина припусков определяется в зависимости от веса (массы) поковки и величины линейного размера на который накладывается припуск. Припуски определяют, исходя из наибольшего габаритного размера поковки, допуски на вертикальные размеры и сдвиг (смещение) штампов — по площади проекции поковки на плоскость разъема а допуски на горизонтальные размеры — в зависимости от их величины.

6 Май 2012 Опубликовано в Мастер-класс

Комментирование закрыто.