Текучесть металла и повышенная точность калибровки

Главнейшими параметрами, колебания значений которых вызывают изменение усилия калибровки, являются: механические свойства металла поковки, в частности предел текучести, и допуски, установленные на размеры поковки, подлежащей калибровке.

Исходный предел текучести в основном предопределяет значения истинного напряжения (напряжения текучести), упрочняемого при холодной калибровке металла при той или иной степени деформации. Предел же текучести прессованного металла не только различен для прутков разных партий, но и непостоянен по длине прутка. В равной мере в результате, как различных свойств исходного металла, так и нестабильности самого процесса штамповки могут изменяться и механические свойства поковок.

Допускаемые отклонения размеров поковок, подлежащих калибровке, влияют двояко. С одной стороны, при колебании исходной высоты калибруемой поковки изменяется необходимая степень деформации, а с другой стороны, изменение, как высоты, так и диаметра (поперечного размера) поковки отражается на величине площади давления (контактной площади). Изменение степени деформации влияет на степень упрочнения и, следовательно, оба указанных обстоятельства влекут за собой непостоянство усилия калибровки.

Отклонения по высоте исходной поковки с увеличением этой высоты будут меньше влиять на точность калиброванной поковки и относительно высокие поковки уже не потребуют сортировки  на группы для получения необходимой точности.

Изменение величины калибруемой площади вследствие допусков на вертикальные и горизонтальные размеры поковки также может оказать вполне заметное влияние на точность калибровки.

Все изменения величины усилия калибровки будут влиять на ее точность тем в меньшей степени, чем больше жесткость пресса и штампов. Поэтому при существующем оборудовании для повышения точности калибровки, выгодно применять прессы с повышенным номинальным усилием по ползуну.

Повышенная точность калибровки достигается установлением жестких допусков на штамповку, сортировкой поковок на группы с уменьшенными интервалами размеров, применением повторной калибровки, комбинированием объемной и плоскостной калибровки. Существенное повышение точности обеспечивает калибровка с ограничителями, в которые упирается ползун пресса в конце хода и упруго их деформирует. При выборе соответствующих соотношений между жесткостями ограничителей, пресса и размерами поковки можно снизить допуски между калиброванными плоскостями до сотых долей миллиметра.

Выпуклость является следствием упругой деформации поверхности инструмента, которая под действием усилия калибровки приобретает вогнутую форму. При недостаточно прочном материале калибровочного штампа возможна и пластическая деформация инструмента.

Стрелу вогнутости инструмента и, следовательно, стрелу выпуклости поверхности поковки можно теоретически определить по данным теории упругости, рассматривая штамп как упругое полупространство.

Выпуклость является следствием упругой деформации поверхности инструмента, которая под действием усилия калибровки приобретает вогнутую форму. При недостаточно прочном материале калибровочного штампа возможна и пластическая деформация инструмента.

Стрелу вогнутости инструмента и, следовательно, стрелу выпуклости поверхности поковки можно теоретически определить по данным теории упругости, рассматривая штамп как упругое полупространство.

При калибровке возможны искажения формы поковок, которые приходится учитывать при проектировании процесса.  Стрела вогнутости будет тем больше, чем больше удельное усилие калибровки и диаметр калибруемого участка (в случае круглой формы).

Поэтому  необходимо принимать возможные меры для снижения удельного усилия, что достигается, в, первую очередь, за счет снижения коэффициента трения путем применения смазок и полировки рабочей поверхности калибровочного инструмента. Снижение коэффициента трения кроме уменьшения удельного усилия, т. е. среднего давления благоприятно влияет на распределение контактных натяжений, делая его более равномерным. Это обстоятельство является полезным как в отношении уменьшения стрелы выпуклости, так и снижения контактного напряжения в центре калибрируемой поверхности, которое при неблагоприятных обстоятельствах может вызвать даже пластическую деформацию инструмента.

Стрела вогнутости штампа обратно пропорциональна модулю упругости материала, из которого он изготовлен. Поэтому использование сплавов с высоким модулем упругости, например, твердых сплавов, может значительно уменьшить выпуклость калиброванной поверхности.

Для той же цели принимаются меры технологического порядка. К числу их, например, относятся изготовление поковок (предназначенных  к калибровке) с вогнутыми торцами на калибруемых участках или применение штампов с выпуклыми рабочими поверхностями.

Качество поверхности после плоскостной калибровки  колеблется в пределах V 6—8. Увеличение степени деформации благоприятно влияет на качество поверхности, наличие же смазки всегда  её ухудшает.

Постоянно наблюдающееся искажение формы поковки после калибровки состоит в том, что плоские поверхности после калибровки становятся выпуклыми — толщина калиброванного участка в центре больше, по краям меньше. Стрела выпуклости в отдельных неблагоприятных случаях может достигать нескольких десятых долей миллиметра.

В связи с этим горячая калибровка оказывает влияние и на качество металла. Штампы для горячей калибровки по конструкции не отличаются от ковочных штампов, применяемых на соответствующих машинах. Для повышения точности калибровки размеры ручьев следует назначать с учетом усадки при пониженных температурах нагрева, а канавку для заусенца можно выполнять упрощенной формы без магазина. Штампы перед работой следует подогревать до температуры 200° С для калибровки массивных поковок и до температуры 300—350° С для заготовок с тонкими ребрами и полотнами.

15 Июль 2011 Опубликовано в Мастер-класс

Комментирование закрыто.