Объемная штамповка

Для процессов осадки, высадки, калибровки, объемной формовки, холодного прессования и других, объединяемых под наименованием «объемная штамповка», характерно трехосное сжатие заготовки при ее формоизменении. Формообразование детали осуществляется вследствие перераспределения и заданного перемещения металла в рабочей поло­сти штампа под действием удельного давления, в несколько раз превы­шающего предел текучести деформируемого материала. Полученные объемной штамповкой детали отличаются повышенной точностью и чи­стотой поверхности.

Рис. 92. Схемы процессов объемной штамповки:

а, б и в—осадка между плоскими плитами с истечением в одну и две полости: г—высадка головки заклепки на одноударном автомате (У—проволока или пруток, 2— подающие ролики. 3— нож, 4— отрезная матрица, 5— упор, 6— пуансон, 7—матрица, 8— выталкиватель); д— высадка винтов со шли­цами на двухударном автомате; е, ж— плоскостная и объемная калибровка; з, и —открытая и закры­тая объемная формовка

Материал деталей в результате холодной деформации значительно упрочняется.

Сущность процессов осадки (обжатие заготовки между двумя плитами со свободным перемещением основной массы металла в сторо­ны), высадки (получение местных утолщений за счет перераспреде­ления объема материала заготовки), калибровки (обжатие до за­данного размера части или всей заготовки между рабочими полостями штампа) ясна из рис. 92, а — ж. Удельное давление, потребное для осуществления этих процессов, составляет по величине (2, 5—5) _в.

Объемная формовка является разновидностью осадки, но отличается от нее тем, что формоизменение заготовки происходит в по­лости штампа, закрытой полностью или частично. В соответствии с этим различают открытую формовку (рис. 92, з) с выходом излишка ме­талла в заусенец и закрытую (рис. 92, и), при которой весь объем ме­талла заготовки идет на образование детали. Форма и размеры заго­товки должны быть такими, чтобы деформация в каждом сечении была наименьшей, условия течения металла в штампе были оптимальными и все элементы детали оформлены четко. Этот процесс требует больших удельных давлений и высококачественного изготовления штампов.

Рис. 93. Схемы прямого, обратного и комбинированного холодного прессования и типовые формы деталей, изготовляемые этим методом

К числу преимуществ закрытой формовки следует отнести большие возможности формообразования и повышенную точность деталей.

Холодное прессование (ударное или холодное выдавливание) — процесс формообразования полой детали путем вытеснения ме­талла заготовки пуансоном в открытые полости штампа. Холодное прес­сование подразделяют на прямое, обратное и комбинированное (рис. 93) в зависимости от того, совпадает ли направление истечения метал­ла с перемещением пуансона, противоположно ему или происходит од­новременно в различных направлениях. Возможно также радиальное прессование, при котором направление истечения металла перпендику­лярно направлению деформирующего усилия Р.

Холодное прессование применяют для деталей разнообразных форм (рис. 93) из пластичных материалов — алюминиевых и медных спла­вов, а также сталей 10; 35 и др. Обычная (экономически целесообразная) точность изготовления деталей в пределах 3 и 4-го классов, а чисто­та поверхности — 6— 8.

Степень деформации при холодном прессовании характеризуется вы­ражением

где -площади заготовки и поперечного сечения детали.

Допустимая степень деформации за одну операцию 75—95%, что позволяет получать детали с минимальной толщиной стенок 0, 05—0, 08 мм и высотой до (d —внутренний диаметр детали) обратным и до 500 мм — прямым прессованием.

С увеличением φ _п растут и удельные давления прессования, дости­гая . Это ограничивает возможности формообразования дета­лей и их габаритные размеры, так как при слишком высоком удельном давлении прочность и стойкость рабочих частей штампа недостаточны для нормальной эксплуатации.

Холодным прессованием детали могут изготовляться как на гидрав­лических, так и на более производительных механических прессах. Ста­нина пресса при этом должна обладать максимальной жесткостью и обеспечивать прямолинейное перемещение ползуна на всей длине его хода без люфтов.