При подготовке к штамповке нержавеющих сталей может применяться меднение.
7 ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СХЕМЫ ПЛАСТИЧЕСКОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ СТЕРЖНЕВЫХ КРЕПЕЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ.
Отрезка заготовки является исходной операцией во всех технологических процессах и в значительной мере определяет качество изделий. Качество - это совокупность свойств и характеристик продукции, которые способны удовлетворить установленные или предполагаемые потребности. Качество - это хорошие товары, низкие цены, соблюдение срока поставки, хороший прием, хорошее обслуживание.
При отрезке должна быть обеспечена высокая размерная точность заготовок, особенно при закрытой штамповке, минимальное отклонение от перепендикулярности торцевых поверхностей по отношению к оси заготовки. Качество отрезки зависит от технологических параметров оборудования, его технического состояния, механической схемы резки, конструкции отрезного инструмента и материалов, применяемых для его изготовления, степени износа отрезного инструмента, марки стали заготовки, условий резки и многих других факторов. В ХВА применяется открытая и полуоткрытая схема резки. При открытой схеме резки материал подается перед ножом, который находится на некотором расстоянии от линии подачи. При подаче "в нож" центр рабочей кромки ножа находится на линии подачи материала. В этом случае можно реализовать полуоткрытую схему резки используя втулочные ножи, повысив тем самым качество отрезки заготовки.
При отрезке заготовки технологическое усилие может быть посчитано по следующей приближенной зависимости:
РРЕЗ. = (0,7-0,8) sВ FОТР.,
где sВ - временное сопротивление отрезаемого металла с учетом упрочнения, полученного на предыдущих операциях волочения. Степень предварительного упрочнения пруткового или бунтового металла не превышает 15-25%. В этом случае повышение временного сопротивления металла составляет 1,1 раза для сталей с не более 0,2% содержанием углерода и 1,3 для сталей от 0,2 до 0,4% углерода.
FОТР - площадь сечения отрезаемой заготовки.
Осадкой называется операция, в результате которой под действием нагрузки(Р) уменьшается высота исходной заготовки НО и увеличивается площадь ее поперечного сечения (Рис. ). Примером осадки может служить процесс выдавливания торцев отрезанной заготовки гайки или болта, предварительного образования бочонка при горячей штамповке гаек. Усилие осадки, высадки и выдавливания определяется по общей зависимости:
Р = sS* F *c,
где sS - предел текучести материала с учетом его упрочнения. Предел текучести обычных углеродистых сталей, подвергаемых ХОШ, с достаточной для практических расчетов точностью может быть описан уравнением: sS (кг/мм) = 35 + 45С + 60e, где С - процентное содержание углерода в стали, e - средняя относительная деформация.
F - площадь проекции штампуемого изделия на плоскость перпендикулярную действию технологического усилия.
c - коэффициент, учитывающий схему деформированного состояния и потери усилия на внешнее трение заготовки с инструментом.
Величина поправочного коэффицмента c зависит от многих факторов. Проведенные на ряде метизных заводов исследования позволили принять следующие значения коэффициента c:
высадка цилиндрической головки 1,8-1,9
предварительная высадка головки конической формы 1,9-2,0
высадка потайной головки 1,8
высадка потайной головки со шлицем 2,0-2,1
высадка полупотайной головки 2,5
высадка цилиндрической головки винта 1,8-1,9
высадка головки с квадратным подголовком 2,7-2,8
высадка внутреннего шестигранника 3,3
высадка шестигранника болта 2,7-2,8
высадка шестигранной гайки 3,2-3,4
При горячем деформировании sS , согласно исследованиям Навроцкого Г.А., выражается зависимостью:
sS = sВ*g,
где g - коэффициент, учитывающий влияние скорости деформирования при горячей штамповке (g = 1,2-1,6 при скорости деформирования в начальный момент штамповки 0,1- 0,25 м/с; g = 1,6 -2,0 при начальной скорости 0,25 - 0,75 м/с; g = 1 при начальной скорости деформирования 12,5 м/с).
sВ - временное сопротивление при температуре штамповки.
Высадка - это уменьшение высоты заготовки (НО) при увеличении площади поперечного сечения на отдельных участках заготовки. Головки всех стержневых изделий образуются высадкой в матрицах. Конец заготовки, находящийся в матрице, упирается в выталкиватель.
Предварительная высадка проводится с целью подготовки к окончательной высадке. Высаживаемая часть заготовки выполняется в виде усеченного конуса. В ряде случаев у меньшего основания конуса заготовка имеет цилиндрическую часть. Форма и соотношение размеров исходной заготовки при предварительной высадке должны предупреждать:
а) продольный изгиб высаживаемой части заготовки при предварительной высадке;
б) продольный изгиб при окончательной высадке;
в) образование кольцевых складок при окончательной высадке.
Продольный изгиб высаживаемой части заготовки при предварительной высадке происходит из-за слишком большой длины свободной части высаживаемой заготовки. На продольный изгиб оказывает влияние искажение формы заготовки, состояние материала, точность настройки.
Редуцирование - процесс проталкивания заготовки через коническую матрицу, в результате которого происходит уменьшение поперечного сечения заготовки. Усилие для деформирования заготовки передается от пуансона. При редуцировании стабильность процесса определяется продольной устойчивостью от изгиба части заготовки с первоначальным диаметром.
Выдавливание отличается от редуцирования тем, что вся заготовка находится в канале матрицы, полностью ее заполняя. При этом не происходит потери продольной устойчивости и изгиба заготовки. Следовательно, при выдавливании можно достичь большого перепада исходного и конечного диаметров заготовки.
Редуцирование и выдавливание проводят с целью получения утоненной части стержня болтов под последующее накатывание резьбы.
Пробивка - получение в заготовке сквозных отверстий с удалением материала. Применяется при изготовлении гаек.
Формовка - придание заготовке заданной формы и размеров путем заполнения материалом рабочей полости инструмента. Применяют при высадке заготовок гаек, безотходной высадке головок болтов.
В настоящее время известны три способа получения внутренних резьб пластическим деформированием: применением самонарезающих винтов, раскатыванием роликовыми раскатками, с помощью раскатников.
Роликовые раскатки находят применение для получения внутренних резьб больших диаметров (свыше 30 мм). Для получения внутренних резьб небольших диаметров применяется раскатник. Раскатывание обеспечивает получение внутренних резьб с шагом до 2 мм. При шаге больше 2 мм раскатники применятся для калибрования предварительно нарезанной резьбы.
Крутящий момент на раскатнике определяется по следующей зависимости:
MКР (Н*м) = CМ*dS1,95 * (HО/l1) m*j-0,65*KК *KО ,
где CМ - коэффициент, характеризующий материал обрабатываемой детали.
m - показатель степени
Сталь 10кп ( CМ/ m) - 1,4/0.9;
Сталь 20 ( CМ/ m) - 2,0/0.9;
Медь М3( CМ/ m) - 0,82/1,5;
Алюминий ( CМ/ m) - 0,52/1,5;
Алюминиевый сплав Д1 (CМ/ m) - 1,0/1,3.
KК - коэффициент, учитывающий наличие у раскатников смазывающих канавок; при их наличии KК = 0,7-0,8, при отсутствии KК = 1.
KО - коэффициент, зависящий от вида применяемой смазочно-охлаждающей жидкости. Сульфафрезол -1 ,0;
олифа - 0,7;
индустриальное масло 30 - 1,8;
без охлаждения - 3,0.
Результаты, полученные по приведенной выше зависимости, отличаются от экспериментальных не более чем на 15% при условии, когда диаметр отверстия под резьбу равен расчетному, полученному по формуле.
Стержневые изделия имеют сплошной или пустотелый стержень, поперечное сечение которого либо постоянно, либо изменяется ступенчато или плавно по его длине. Такие изделия могут быть резьбовыми, когда на их стержне предусмотрена резьба (болты, винты, шурупы, шпильки, шаровые пальцы и др.) и не резьбовыми, когда стержень не имеет резьбы (заклепки, гвозди, штифты и др.)
Изделия имеют либо головку, буртик или сужение на стержне. В зависимости от вида и назначения стержневого изделия головка выполняется следующих форм: многогранной, квадратного или прямоугольного сечения, трехгранной, круглой, полукруглой, цилиндрической, конической, плоской, фасонной, изогнутой.
8 ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СТАЛЯМ, ПРИМЕНЯЕМЫМ ДЛЯ ХОЛОДНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА
Стали должны обладать высокой пластичностью и равномерностью свойств.
Пластичность стали во многом определяется ее химическим составом. Так увеличение содержания углерода в стали снижает ее пластичность и деформируемость, приводит к увеличению прочностных характеристик. Стали с содержанием углерода более 0,25% необходимо отжигать для увеличения пластичности. Практически стали с содержанием углерода более 0,50% можно штамповать только после предварительного подогрева.
Наибольшее применение нашли низкоуглеродистые стали ( 08 - 20),
среднеуглеродистые (30 - 45),
легированные (12ХН, 16ХСН, 19ХГН, 20Х, 35Х, 40Х, 40ХН2МА, 38ХГНМ),
боросодержащие (06ХГР, 12ХГР, 20Г2Р, 30Г1Р)
Для холодной обьемной штамповки в основном применяются мартеновские кипящие и спокойные стали. Кипящая сталь обладает пониженным сопротивлением деформации из-за более низкого содержания кремния (0,03%) и меньшей твердостью.
Для производства деталей, работающих в условиях минусовых температур, вместо кипящих сталей, склонных к хрупкому разрушению (хладноломкости), применяются спокойные.