Штамповка — процесс пластической деформации материала с изменением формы и размеров тела. Чаще всего для штамповки используется металлы или пластмассы. Существуют два основных вида штамповки - листовая и объёмная. Листовая штамповка подразумевает в исходном виде тело, одно из измерений которого принебрежимо мало по сравнению с двумя другими (лист). В противном случае штамповка называется объёмной. Для процесса штамповки используются прессы - устройства, позволяющие деформировать материалы с помощью механического воздействия.

 

    При объемной штамповке течение металла ограничивается стенками штампа. Благодаря этому оформляется конечная конфигурация поковки. Деформация распространяется на весь объем деформируемой поковки (при ковке течение металла свободное).

     Наряду с объемной применяется листовая штамповка – штамповка изделий из листового материала.

     Подавляющее большинство процессов получения поковок осуществляется в горячем состоянии заготовки при температурах 900 - 1200° С (горячая объемная штамповка -ГОШ) Холодная объемная штамповка выполняется при комнатной температуре. Толщина поковки фактически не меняется, а меняется лишь ее форма.

Серийное производство поковок различными способами объемной штамповки осуществляют на молотах, прессах и горизонтально-ковочных машинах. При штамповке на этом оборудовании может быть использован любой из основных типов штампов: открытый (штамповка с заусенцем), закрытый (так называемая безоблойная штамповка) и штамп для выдавливания металла.

Штамповка в открытых штампах.

Открытая штамповка – процесс, при котором избыток металла заготовки вытесняется в специальную полость в штампе, называемую облойной (заусничной) канавкой. Металл в канавке называется облоем (заусенцем). Облой  выполняет некоторые технологические функции. Типичными  машинами-орудиями для этого способаштамповки являются молоты и прессы.

 

В простейшем случае цилиндрическая полость штампа выполнена в одной части штампа, вторая представляет собой плоский боек. Вследствие появления контактных сил трения Т на боковой стенке полости P = R + T и R<p , удельная нормальная сила в нижней части будет меньше, чем в верхней. Это приводит к вытеканию металла в заусенец толщиной h’з. По мере сближения штампов в конце процесса заусенец уменьшится до величины hз и создаст достаточное противодавление. Металл прекратит дальнейшее вытекание за пределы полости и затекает в углы.

Для облегчения удаления поковки из штампа боковые стенки полости выполняются с уклоном. Назначение уклонов приводит к искажению формы поковки и к увеличению ее объема.

После извлечения поковки из полости основного штампа заусенец обрезают в специальном обрезном штампе, обычно на вспомогательном обрезном прессе.

Штампы необходимо тщательно смазывать, так как это дает возможность уменьшить их уклоны и соответственно напуски на поковках.

 

 

 

1.2.1.1.Облой

Облой имеет определенное технологическое назначение: компенсация избыточного объема металла; создание подпора при течении металла в облой и тем самым улучшение заполнения полости штампа обеспечение своеобразного буфера для избежания соударения верхнего штампа о нижний.

1.2.1.2.Особенности отрытой штамповки

Штамповка в открытых штампах характеризуется следующими основными признаками.

1.Объем металла, находящегося в ручье, в процессе штамповки непостоянен V¹const, при штамповке предусматривается вытеснение части металла в виде заусенца, который обеспечивает заполнение углов полости штампа, этот металл поступает в отход.

2.Направление вытеснения металла в заусеничную щель(поперечное) перпендикулярно направлению движения штампа, толщина заусенца в процессе штамповки уменьшается.

3.По месту обрезки заусенца волокна металла у поковки оказываются перерезанными.

4.Из заготовок с размерами низкой точности получают поковки с размерами более высокой точности за счет различного для каждой заготовки объема металла, вытесняемого в заусенец.

Штамповка в открытых штампах обладает рядом преимуществ, к которым относятся:

1.Возможность изготовления поковок практически любой сложности.

2.Удельные усилия отрытой штамповки меньше, чем при закрытой.

3.Требования к точности исходной заготовки обычные.

4/При открытой штамповке высокая стойкость штампов.

Вместе с тем, штамповке в открытых штампах присущ ряд недостатков: повышенный расход металла с заусенцем;  необходимость использования специального оборудования и инструмента – обрезного пресса и обрезных штампов при обрезке облоя; перерезание волокон металла при обрезке облоя; коробление поковок.

1.2.2.Штамповка в закрытых штампах

 

Конструкция закрытых штампов

Сущность процесса состоит в том, что заготовка деформируется, находясь в полости одной части штампа, в которую входит, как в направляющую, другая его часть. При этом штамп не обеспечивает свободного удаления поковки из ручья. Для удаления поковки используются либо выталкиватели (на КГШП), либо часть штампа, в которой расположена полость, выполняется разъемной, состоящей из двух половин (на ГКМ). Практически некоторая часть металла затекает в зазоры между разъемными частями закрытого штампа, образуя незначительный заусенец, объем которого зависит от колебаний объема заготовок вследствие неточности изготовления

Штамповка в закрытом штампе характеризуется следующими признаками следующими признаками.

1.      Колебания объема должны быть незначительными. При штамповке заусенец не предусматривается, поэтому объем металла в полости практически не изменяется.

2.      Заусенец, часто образующийся вследствие затекания металла в зазор по месту разъема штампа, незначителен, толщина его не изменяется в процессе штамповки, а направление вытекания совпадает с направлением движения штампа.

3.      Макроструктура поковок характеризуется тем, что волокна получают очертания контура поковки и не перерезаны.

Закрытая штамповка более рациональна, чем открытая, так как при ней возможен только непредусматриваемый и небольшой величины заусенец, качество поковок более высокое. Закрытые штампы менее требовательны к фасонированию заготовок, однако, как и в открытых штампах должно быть обеспечено центрирование заготовок.

Основной недостаток способа штамповки в закрытых штампах состоит в неуниверсальности и ограниченности рациональных форм штампуемых поковок. Заготовки должны быть точными по объему, что требует использования специального оборудования для отрезки заготовок. Меньший объем заготовок, чем требующийся, приводит к незаполнению углов штампов и браку поковок. Больший объем заготовки из-за отсутствия возможности фиксировать момент заполнения полости (конец штамповки) приводит к распору штампа, что отрицательно сказывается на его долговечности.

Во избежание перегрузки штампов и оборудования при попадании в штампы заготовок, объем которых превышает некоторый предельный, излишки металла удаляются в специальный приемник – компенсатор.Принцип устройства компенсатора состоит в том, что для каждой конфигурации поковок и соответствующего оформления штампа устанавливают место наиболее трудного заполнения металлом и в нем предусматривают отверстие или щель, в которое выдавливается лишний металл после оформления поковки.