CC BY
36
УДК621.979.134:621.7 И. В. МАРКЕЧКО
В. В. ГРЯЗНОВ М. В. МЕДВЕДЕВ В. Г. ШТЕЛЕ
Омский государственный технический университет
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УНИВЕРСАЛЬНЫХ КРИВОШИПНЫХ ПРЕССОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ТИПА СТЕРЖЕНЬ С УТОЛЩЕНИЕМ
Предложены описания технических решений, расширяющих технологические возможности использования универсальных прессов при штамповке заготовок стержневых деталей с утолщениями. Рассмотрены конструктивные особенности штамповой оснастки. Описаны технологические процессы формоизменения. Результаты работы могут быть использованы для расширения номенклатуры изделий, штампуемых на вертикальных универсальных прессах.
Ключевые слова: высадка, разъёмные матрицы, клиновой инструмент, стержень с головкой.
используют наборные ручьи. Так как площадь поперечного сечения утолщения (шара) увеличивается в средней части, то предпочтительное расположение формовочного ручья: частично - в матрицах, частично - в пуансоне.
Анализ конструктивных особенностей детали, показанной на рис. 1, позволяет сделать вывод о возможности изготовления ее на вертикальном универсальном прессе типа КД2328 силой 630 кН. В качестве основных параметров оценки использованы: длина стержня детали, технологическое усилие высадки по переходам, размеры штампового пространства, размерные характеристики подпггамповой плиты и пространства под ней. Некоторый интервал типоразмеров поковок деталей данного типа может быть изготовлен на названом прессе. При этом должны быть соблюдены условия обеспечения расположения упоров, перемещения по переходам и фиксации на каждой позиции штамповки, а также условий безопасности проведения работ.
Принимая во внимание классическую типовую схему расчётов размеров наборных ручьёв, используемую для проектирования технологических процессов высадки на ГКМ, разработан чертёж поковки (рис. 2в). На основании чертежа поковки находятся диаметр и длина заготовки, а также длина стержня. При определении длины заготовки учитывается угар при нагреве под штамповку. По длине стержня /г и его диаметру с/, используя диаграмму пределов применения вариантов штамповки поковок типа стержня с утолщением 111 выбирается вариант штамповки из штучной заготовки от переднего упора с применением гладкого зажимного ручья. После построения 30 модели высаживаемой части детали (рис. 3) с учетом 0,5 положительного предельного отклонения наружных размеров, потерь на угар б = 2% и величины объема облоя У0 = 0 по полученному объему высаживаемой части V,, = 25262 мм3 определяется длина высаживаемой части прутка /и = 80 мм.
Типовые технологии получения стержневых деталей круглого или некруглого сечения с одним утолщением на конце, форма которого может быть полой, сплошной или фасонной, реализуют штамповкой на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ). Например, деталь «тяга» (рис. 1) согласно классификации поковок 11), изготавливаемых на ГКМ, относится к V группе 1-й подг руппы «Поковки смешанной формы с особой формой утолщений или стержневой части». Поковка имеет расплющенное утолщение. Его получают из предварительно высаженного шарообразного участка полуфабриката ходом подвижной матрицы ГКМ. Полуфабрикат относится к поковкам I группы 1-й подгруппы ««Поковки типа стержень с утолщением, поковки с одним круглым или сложной формы утолщением на конце стержня». Для поковок этой группы характерно постоянство размеров поперечного сечения исходной заготовки в стержневой части. Формоизменение осуществляется высадкой. Кроме окончательного формовочного ручья
20ЬП
*20
036
¡Я
§
сфера
§
а
ьк. * -1~\
£)
ШШ
А
§
ч
о
А
Рис. 2 . Переходы штамповки: а - высадка полуфабриката с конической головкой (1-й переход); О - высадка сферической головки (2-й переход); в - плющение головки (3-й переход), чертёж поковки
Высадка утолщений на заготонках осуществляет-ся и штампе, показанном на рис. 4. 5 и 6. Штамп состоит из верхней и нижней частей. В верхней части закреплённой к ползуну пресса размещены: верхняя плита, пуансонодержатель и легкосъёмные высадочные пуансоны 9 и 10. К верхней плите присоединены телескопические подпружиненные тяги 3, которые шарнирно соединены также с подвижным блоком матриц 2 расположенным в нижней части штампа в сборной обойме 1. Блок матриц разъемный состоит из двух подвижных клиньев, на которых закреплены четыре полуматрицы 7 и 8 с вертикальной плоскостью разъёма. Опорные поверхности клиньев плоские скошенные под углом 15* к плоскости разъёма. Боковые поверхности клиньев (половин блока матриц) имеют боковые шпоночные выступы, которые находятся в зацеплении с соответствующими пазами в боковинах обоймы 1 и выполняют роль направляю* щих призм при движении блоков матриц относительно обоймы вдоль опорных поверхностей. Направляющие плоскости пазов и выступов также скошены под углом 15* к плоскости разъёма. Высота высаживаемой части стержня определяется положением упоров 4, установленных на массивной траверсе 5, прикреплённой к станине пресса болтами через дистанционные втулки 6.
Последовательность переходов штамповки показана на рис. 2. Установка заготовки и перенос её с позиции первого перехода на позицию второго перехода и удаление из рабочего пространства осуществляют при крайнем верхнем (исходном) положении ползуна (рис. 4, левая часть рисунка). Клиновые блоки матриц приподняты над обой.мой и раздвинуты между собой на величину зазора, превышающую диаметр стержня заготовки. Заготовку в виде прутка 0 20 мм определённой длины после нагрева высаживаемой части устанавливают на позицию первого перехода. Опорный конец заготовки фиксируют в упоре первого перехода, верхнюю часть стержня заготовки слегка прижимают к одной из полуматриц.
При движении ползуна пресса вниз клиновые блоки матриц усилием пружин заталкиваются в обойму, а полуматрицы зажимают пруток окончательно фиксируя заготовку перед высадкой соосно высадочному пуансону. При дальнейшем движении ползуна пресса вниз происходит рабочий ход и набор металла в коническом пуансоне и в конической части по-
Рис. 3.30 модель высаживаемой части детали: а - коническая головка (1-й переход); б - сферическая головка (2-й переход)
Рис. 4 . Штамп для высадки (главный вид)
:№ОСМИ( И МАШИНОМДЇИ»« ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ МСГНИК * 1 (77). »09
Рис. 5 . Штамп для высадки (виды по стрелкам Л и Б (см. рис. 4))
луматриц (крайнее рабочее положение).
При движении ползуна пресса вверх телескопические тяги 3 раздвигаются на всю длину, а затем приподнимают клиновые блоки полуматриц над обоймой и они раздвигаются между собой при взаимодействии направляющих выступов и пазов соответственно клиновых блоков и обоймы. Поковку после первого перехода переносят на позицию второго перехода. Для предварительной фиксации полуфабриката на втором переходе используют специальный захват-фиксатор 12 (рис. 5) установленный на кронштейне 11, который закреплён на двух шпильках 13 ввёрнутых в левую часті» блока матриц. После второго перехода поковку переносят в штамп для плющения головки до толщины 20 мм (рис. 7).
Опытные партии штампованных поковок изготовлены в лаборатории кафедры «Машины и технология обработки металлов давлением« ОмГТУ в рамках выполнения совместных работ с предприятием ООО «Сибирский лифт» г. Омска. Проведена серия стандартных испытаний механических свойств образцов по ГОСТ8479-70 для категории прочности IV КП195. Подготовлена партия тяг для эсплуатацион-ных испытаний, которые дали положительные результаты. Приведённая схема адаптации технологии высадки стержневых деталей для вертикальных универсальных прессов может послужить дополни тельным фактором расширения номенклатуры заказов на предприятиях, где простаивает подобное оборудование.
Библиографический список
1. Конки и штамповка : справочник. - И 4-х т. / Род. совет. Е.И. Семенов (прел I и др - М. : Машниострое-
План низ о
А
Рис. б. Штамп для высадки (план низа и сечение по плоскости разъёма высадочных матриц)
А-А
М0Н11
Рис. 7. Фрагмент рабочей зоны матрицы штампа для плющения
ние, 1985 - Т.2. Горячая штамповка / Под ред. Е.И Семенова. 1986. - 592 с., ил.
МАРКЕЧКО Игорь Владимирович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Машины и технология обработки металлов давлением». ГРЯЗНОВ Владимир Васильевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Машины и технология обработки металлов давлением».
МЕДВЕДЕВ Максим Валерьевич, ассистент кафедры «Машины и технология обработки металлов давлением».
ШТЕЛЕ Виталий Геннадьевич, ассистент кафедры «Машины и технология обработки металлов давлением».
Дата поступления статьи в редакцию: 19.03.2009 г.
© Марксчко И.В., Грязнов В.П., Медведев М.В.,
Штеле ВТ.
