» » Возникновение и сущность штамповки

Возникновение и сущность штамповки

Русские мастера — кузнецы — еще 150 лет тому назад начали применять штамповку. Придумал этот способ кузнец Тульского оружейного завода Василий Антонович Пастухов. При заказах на большое количество поковок кузнецы и раньше пытались применять штамповку: изготовляли подкладные штампы и с них получали почти готовые поковки. Появляющийся небольшой заусенец обрубали или счищали слесарной опиловкой. В.А. Пастухов сам много отковал поковок таким способом, но продолжал искать более производительный метод. Он понимал, что если изготовить такие штампы, полость или фигура которых полностью соответствует фигуре поковки, то, приложив нужное давление, можно получить готовую поковку.
В.А. Пастуховым много было сделано различных штампов. Мелкие детали, например, курки для ружей, удавалось получать в таких штампах даже при работе с молотобойцем, любая же вододействующая машина или рычажный молот давали несравненно лучший результат. Ho все это В.А. Пастухова не удовлетворяло, поковки получались неточными по размерам, скошенными по разъему штампов, их приходилось доводить, доделывать, а такая работа была намного сложнее, чем ковка. Тогда В.А. Пастухов решил попробовать штамповать на прессе, который сам и изготовил. Это был обычный ручной винтовой пресс. К ползуну пресса, который имел точное вертикальное движение, он прикрепил верхний штамп, на стол пресса поставил нижний штамп и начал штамповать. Опыт удался. В дальнейшем таким же способом, но уже на падающем молоте с канатной тягой, стали штамповать различные мелкие поковки: ружейные курки, губки, спусковые крючки, накладки, огниво и другие детали.
Позднее для штамповки деталей было создано специальное оборудование: штамповочные молоты, прессы, ковочные машины и т. д. Теперь процесс штамповки может выполняться настолько совершенно, что штампованную деталь можно ставить без какой-либо доделки и механической обработки прямо в машину.

Сущность штамповки на молотах и горячештамповочных прессах заключается в следующем. Нагретая в печи заготовка подается на нижний штамп и укладывается в имеющуюся там полость (ручей), соответствующую фигуре поковки. Нажимается педаль молота или пресса. Верхний штамп, имеющий точно такую же полость, устремляется вниз и сдавливает заготовку, заставляя металл течь во все стороны и заполнять фигуру ручья в обеих половинах штампа (фиг. 157). При этом вокруг поковки образуется заусенец (облой). Такая штамповка называется штамповкой в открытых штампах.
Из-за сложности конфигурации детали не всегда можно получить готовую поковку. Поэтому вначале грубо отковывают заготовку для этой детали в одном ручье на молоте свободной ковки или на том же молоте и в том же штампе, но в других, так называемых, заготовительных ручьях. В них круглая или квадратная заготовка постепенно приобретает форму поковки. Например, для получения поковки 2, показанной по фиг. 158, в I ручье, который называется протяжным, заготовку протягивают для получения среднего тонкого сечения поковки. Затем во II (подкатном) ручье заготовку подкатывают или обкатывают для получения утолщений или, как говорят, для набора металла (фиг. 158); в III ручье, который называется черновым или предварительным, заготовка получает уже форму, близкую к форме поковки; в IV ручье поковка получает окончательную форму, и этот ручей называется окончательным или чистовым.

Ho на этом процесс обычной штамповки не заканчивается. Дело в том, что поковку нужно освободить от заусенца или облоя, возникающего в чистовом ручье. Этот облой обрезают на обрезных прессах в специальных обрезных штампах в горячем виде или после остывания поковки (фиг. 159).
Почему же получается облой? Оказывается, если штамповать так, как показано на фиг. 157, т. е. в открытых штампах, то без облоя (заусенца) обойтись нельзя. И хотя на него расходуется много металла, он приносит большую пользу для получения хорошей качественной и точной поковки. Дело в том, во-первых, что заготовка, будучи отрезана от прутка, обязательно будет иметь некоторую неточность по весу за счет неточной резки, а также за счет допусков по сечению самого металлопроката. Следовательно, при штамповке возникает излишек металла, который уйдет в заусенед-облой. Во-вторых, при штамповке на молоте заусенец поможет смягчить удары верхнего штампа о нижний, в противном случае может произойти поломка их или поломка штока молота. И в-третьих, что, пожалуй, важнее всего, тонкий заусенец, образующийся вокруг поковки, охлаждаясь раньше самой поковки, не даст растекаться металлу свободно в стороны, как это происходит при свободной ковке, и металл вынужден течь вверх и вниз, заполняя все уголки в ручьях штампа. Вот это-то больше всего и требуется для того, чтобы поковка получилась полноценной.

Эти соображения привели к тому, что стало необходимым иметь специальную канавку вокруг чистового ручья, чтобы заусенец обязательно образовывался. Как показал опыт, эта канавка не может иметь любую форму, а только такую, чтобы дать возможность металлу быстрее в ней остывать вокруг поковки, т. е. в канавке должен быть обязательно тонкий участок, так называемый мостик, и при том строго определенной толщины и ширины (фиг. 160, а). Размеры остальной части канавки, называемой магазином или выплавом, не имеют существенного значения, хотя должны быть сконструированы с учетом того, где и как будет течь металл и сколько его там будет по объему. Поэтому, например, зная, что в некоторых местах поковки могут быть большие излишки металла, конструктор может назначить здесь удвоенный по размерам магазин (фиг. 160, б).
Кроме описанных ручьев, применяются ручьи гибочные, формовочные, пережимные и отрезные. На штампах оставляются также специальные площадки для подсадки (осадки) заготовки и оттяжки концов заготовки перед штамповкой в ручьях.
Гибочный ручей (фиг. 161, а) служит для гибки поковки, если этого требует ее конфигурация, формовочный (фиг. 161, б) — для получения различных несимметричных утолщений или впадин на поковке. Пережимной ручей (фиг. 161, г) применяется, когда нужно в каком-то определенном месте расплющить, пережать участок поковки. Поковочный и пережимной ручьи иногда совмещаются с другими ручьями, например, с черновым (предварительным), тогда такой ручей называется предварительно-заготовительным. Отрезной ручей (нож) служит для отрезки одной поковки от другой, если сразу штампуется две и больше поковок или для отрезки готовой поковки от прутка, если штамповка производится не из нарезанных заготовок, а сразу от прутка (фиг. 161, в).

Многие простые поковки, например, круглые в плане, шестерни, фланцы, диски можно штамповать в одном ручье из заготовок, поставленных вертикально. В одном ручье иногда возможно штамповать поковки и удлиненной формы, но для этого заготовка должна быть нарезана из периодического металлопроката или предварительно подготовлена на другом оборудовании — на молоте свободной ковки или на ковочных вальцах. Между прочим, этот способ раньше применялся для всех видов поковок — на штамповочном молоте выполнялась штамповка только в чистовом ручье, а перед этим на молотах свободной ковки производилась грубая обработка заготовки: подкатка, протяжка, гибка и т. д. Этот способ, благодаря некоторым преимуществам, и сейчас еще широко применяется на многих заводах. Особенно выгодно его применять для тех поковок, для которых поставляется периодический прокат.
Кузнец Василий Пастухов штамповку начал применять на прессе. Он хорошо понял, что этим способом легче всего можно добиться высокой точности поковок. Позднее были созданы специальные штамповочные молоты, и точность поковок на них стало возможным получать вполне удовлетворительную. Ho теперь этого уже недостаточно. Современная техника машиностроения требует более высокой культуры производства и еще большей точности поковок. Этому требованию наилучшим образом отвечают все же прессы. Ho молоты еще не устарели, и благодаря своей дешевизне, долго еще будут применяться в кузницах.

title-icon Подобные новости