ТЕХНОЛОГІЯ ОТРИМАННЯ поковки
1.1. Вибір способу отримання поковки
Поковкою називають заготовку деталі або деталь, отриману обробкою металів тиском. Величезна різноманітність машинобудівних деталей і відповідно таке ж розмаїття форм і розмірів поковок, сплавів, характеру виробництва обумовлює існування різних способів виготовлення поковок.
Поковки машинобудівних деталей найбільш часто виготовляють куванням, гарячої об'ємним штампуванням (ГОШ) і холодної об'ємним штампуванням (ХОШ). Технології отримання поковки розрізняють в залежності від способу виготовлення. Тому розробці технологічного процесу отримання поковки передує етап вибору раціонального способу виготовлення.
У багатьох випадках точний вибір найбільш раціонального способу отримання поковки є досить складним завданням, оскільки часто відразу кілька способів обробки тиском можуть надійно забезпечити виконання технологічних і експлуатаційних вимог до деталі. Доцільність застосування τογό чи іншого способу необхідно оцінювати з урахуванням великої кількості факторів, а також техніко-економічних показників (наприклад, коефіцієнта використання металу - КІМ, собівартості і т. Д.), Що досягаються при різних способах отримання поковки. Тому на початковому етапі визначення раціонального способу отримання поковки доцільно враховувати лише деякі найбільш характерні критерії, що впливають на вибір способу отримання поковки. Серед цих критеріїв виділимо наступні:
- розмір партії виготовлених деталей (характер виробництва: одиничне, дрібносерійне, багатосерійне і ін.);
- розміри і маса деталі;
- матеріал, з якого виготовляється деталь;
1.2. Розмір партії деталей
Цей критерій може істотно вплинути на вибір раціонального способу отримання поковки. Так, в умовах одиничного або дрібносерійного виробництва, при виготовленні невеликих партій деталей, недоцільно застосування спеціального технологічного оснащення (наприклад, штампів), яка збільшує собівартість поковки. У цьому випадку найбільш виправдано застосування кування, причому неминучі великі припуски і напуски, значний обсяг подальшої механічної обробки різанням. Підвищення точності розмірів поковок і зниження припусків вимагають застосування додаткової технологічної оснастки (наприклад, використання підкладних штампів), що при виготовленні невеликих партій поковок істотно збільшує витрати. У той же час при розмірі партії поковок N> 50 - 150 застосування підкладних штампів може бути доцільним.
В умовах серійного виробництва стають рентабельними різні способи штампування на молотах і пресах, а в умовах великосерійного і масового виробництва раціональні способи штампування на пресах в поєднанні з виносом окремих формозмінних операцій на спеціалізоване обладнання (наприклад, кувальні вальці).
1.3. Розмір і маса поковки
Цей критерій при виборі способу отримання поковки іноді грає вирішальну роль. Так, габаритні розміри поковок обмежені технічними можливостями застосовуваного обладнання та інструменту. Наприклад, на існуючому обладнанні для ГОШ не представляється можливим отримання поковок масою більше 1000 кг. У той же час особливості деформування заготовки в процесі кування (поковка деформується послідовно по окремих дільницях при вільному перебігу металу, який не обмежений стінками інструменту) дозволяють виготовляти великогабаритні і масивні поковки масою до 250 т.
Маса і габарити деталі найчастіше є визначальними критеріями при виборі температурного режиму обробки тиском. При великих габаритах і масі деталі кращою стає деформація з нагріванням, при якій менше тиск на інструмент і менше сила, необхідна для деформування. Поковки діаметром понад 150. 200 мм отримують, як правило, гарячим деформуванням. При менших розмірах, якщо це можливо, краще вибрати холодну деформування, оскільки воно більш економічно (менше відходів, нижче енерговитрати і ін.). Слід зазначити, що приблизно 15. 20% всіх виробничих витрат пов'язане з нагріванням.
1.4. Технологічні властивості матеріалу
Чим нижче пластичність матеріалу, тим складніше отримати якісну поковки і тим складніше технологічний процес. Так, при виготовленні поковок з труднодеформіруемих сплавів зі зниженою пластичністю перевагу слід віддавати методам, які забезпечують схему навантаження, близьку до тривісна нерівномірного стиску (штампування в закритих штампах, видавлюванням і т. П.). Опір металу деформації також є важливим фактором, який обумовлює навантаження, що виникають на інструменті. Тому при деформації міцних матеріалів слід вибирати схеми штампування з меншими силами деформування.
Сказане вище слід враховувати при виборі того чи іншого способу холодного об'ємного штампування, при якій особливо жорсткі вимоги висувають до технологічної пластичності та опору деформації штампованих матеріалів. Особливістю цих процесів є дуже високі тиску пластичної течії металу, що досягають п'яти-шести меж плинності (для алюмінієвих сплавів - до 1200 МПа і до 3000 МПа - для сталей) і низька пластичність в холодному стані. Тому для ХОШ застосовують матеріали, що мають показник пластичності не менше 20. 30% і напруга плинності στ <600 МПа, при этом следует также учитывать масштабный фактор (массу поковки) и схему деформирования.
При об'ємної штампування найчастіше використовують заготовки з низько- і середньовуглецевих сталей, деяких низьколегованих сталей, пластичних
(Призначених для обробки тиском) алюмінієвих і мідних сплавів.
1.5. геометрія деталі
Цей фактор в ряді випадків досить точно визначає вибір оптимального методу отримання поковки. Поковки, одержувані ГОШ, класифікують по співвідношенню лінійних розмірів в плані (круглі в плані і близькі до кола за формою, з подовженою віссю, з вигнутою віссю і т. П.), За наявністю наскрізних або глухих порожнин і т. Д. Відповідно за цією класифікацією поковки можна розділити на п'ять груп (табл. 1). З цієї таблиці ясно, що, наприклад, для деталей, близьких за формою до поковки групи 1, раціональним способом штампування є штампування у відкритих штампах на молоті, так як при молотовий штампуванні можна використовувати многоручьевим штампи з широким набором заготівельних струмків. При досить великих партіях поковок (багатосерійне і масове виробництво) ефективним може бути застосування штампування на пресі з виносом заготівельних, профілюючих переходів на окреме обладнання.