Прессование и штамповка

Прессование и штамповка металлов являются способами обработки давлением. Прессование заключается в выдавливании металла из замкнутой полости контейнера в отверстие матрицы, а штамповка — в формообразовании заготовки, осуществляемом в специализированном инструменте — штампе.

Как по способу придания металлу требуемой формы, так и по затратам эти способы, как правило, вполне оправданно конкурируют с механическим и литейным процессами формообразования заготовок и деталей. Механические свойства материала изделий, полученных этими способами, после соответствующей термической обработки всегда выше, чем у деталей, изготовленных литьем или с использованием механической обработки.

При анализе способов прессования металлов выделяют ряд разновидностей технологических процессов. Так, например, различают следующие способы прессования профилей:

•  с прямым истечением металла, когда направление движения металла совпадает с направлением движения пресс-шайбы (рис. 1, а);

•  обратным истечением металла, металл течет навстречу движению матрицы, которая выполняет также функции пресс- шайбы (рис. 1, б);

•  поперечно-боковым истечением металла, усилие пресса действует на заготовку в направлении ее продольной оси, а выдавливаемый металл выходит из матрицы под углом 90° к направлению действия усилия прессования (рис. 1, в).

Выбранные в качестве примера способы прессования отличаются друг от друга схемами осуществления процесса изготовления изделий; конструкциями используемого прессового оборудования; усилиями, необходимыми для деформирования металла, структурой металла полученных профилей.

Прессование и штамповка

Рис.  Схемы процессов прессования профилей: а —с прямым истечением материала; б — обратным; в —поперечно-боковым; 1 — пресс-штемпель; 2 — пресс-Шайба; 3 — контейнер; 4 — бандаж; 5 — матрица; 6 — матрицедержатель; 7 — заготовка; 8 — прессованный

профиль

Требующаяся для осуществления прессования с прямым истечением металла конструкция пресса проста» Однако при реализации этого процесса прилагаемое к заготовке усилие достаточно высокое. Кроме того, у прессовых изделий наблюдаются более значительная неравномерность прочностных свойств по длине и сечению, наличие в поверхностных слоях крупнокристаллической структуры в отличие от прессования с обратным истечением металла. Поперечно-боковое прессование обеспечивает минимальную разницу механических свойств материала изделия в продольном и поперечном сечениях. При таком прессовании величина деформации может быть достаточно высокой, что увеличивает прочность материала изделия. Поперечно-боковое прессование используют при изготовлении высококачественных пружин, а также при нанесении алюминиевых и свинцовых покрытий на металлические нити электрического кабеля для создания на них защитной оболочки.

В процессах штамповки металлов по виду заготовки различают объемную и листовую штамповку. Для осуществления штамповки используют специализированные инструменты — штампы. Штампы отличаются своей конструкцией; они бывают с неразъемной (рис. 1.2, а) и разъемной (рис. 1.2, б) матрицей; с промежуточной плитой, имеющей матричный узел, или без нее; с нагревательными или охлаждающими элементами или без них и т.д. Многообразие конструкций штампов обусловлено не только разнообразием изготавливаемых изделий, но и целями, достижение которых обеспечивают те или иные конструкции. Это может быть повышение точности, качества и эксплуатационной надежности, расширение номенклатуры получаемых изделий, снижение трудоемкости их изготовления и затрат на щтамповую оснастку и т.д.

Совершенствование способов прессования и штамповки металлов в настоящее время осуществляется по ряду направлений:

1)   определение тепловых режимов деформирования металлов и их сплавов, создание условий, исключающих интенсивное взаимодействие металлов с активными газами при высокотемпературной обработке, варьирование условий трения и поиск новых защитно-смазочных материалов;

£

2)   совершенствование методов проведения исследований и теории процессов пластического формообразования изделий, методов расчета параметров процесса деформирования и учета их воздействия на характеристики изделия, конструкций инструмента, прессовой и штамповой оснастки и технологий их реставрации;

3) разработка технологий, обеспечивающих получение изделий высокой точности, и новых форм, например профилей переменного сечения, исследование структуры и свойств металлов после их обработки давлением, поиск путей изменения свойств металлов посредством формирования их структуры, создание биметаллических и многослойных материалов, порошковых и композиционных материалов, использование энергии взрыва, электромагнитных полей, вибрационных нагрузок, тепловых и охлаждающих источников;

Прессование и штамповка

Рис. 1.2. Конструкции гйтампов с неразъемной (а) и разъемной (б) матрицей для изготовления поковок, имеющих с двух торцевых сторон периодический профиль, и деталей типа стаканов: 1,2 — соответственно стержневая и полая части верхнего пуансона; 3 — матрица; 4, 5 — нижний и верхний пуансоны; 6,7 — верхняя и нижняя части матрицы; 8 — выступ верхней части матрицы; 9 — вставка

4) разработка новых инструментальных сталей и материалов, прессового и штамповочного оборудования, вспомогательных устройств и механизмов, средств нагрева заготовок.

При решении задач, связанных с тем или иным направлением, как правило, возникает необходимость уточнения известных подходов для их осуществления и разработки новых решений. Кроме того, хорошие результаты, полученные при апробировании или использовании найденного решения, стимулируют расширение области его использования. Примерами, подтверждающими указанные утверждения, могут служить разработки. В некоторых из них рассмотрены вопросы, связанные с получением деталей типа стакана штамповкой; в процессе их решения потребовалось выбрать смазку, уточнить температурные режимы нагрева заготовок, свести к минимуму операции механической обработки. В других решены задачи перехода от способов и конструкций по калибровке внутренней поверхности матриц и волок к способам и конструкциям по калибровке внешней поверхности Изделий с периодическим профилем.

Прежде чем переходить к рассмотрению некоторых из предложенных способов получения боковой поверхности изделий прессованием и штамповкой, в которых в достаточной мере отражены все этапы, сопутствующие созданию новых технологических процессов, рассмотрим задачу учета влияния операции бандажирования на размеры изделий.

Комментариев нет »

Комментариев нет.

RSS-лента комментариев к данной записи. TrackBack URI

Оставить комментарий