ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ И ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ШТАМПОВКА

Электрогидравлическую штамповку также осуществляют в бассейне с водой. Ударная волна, разгоняющая заготовку при ее деформировании, возникает при кратковременном электрическом разряде в жидкости. Схема установки для электрогидравлической штамповки аналогична рисунку 124, однако вместо заряда взрывчатого вещества в бассейне размещается электрический разрядник. В результате ударная волна, дойдя до заготовки, деформирует ее по матрице. Если для полного деформирования заготовки одного импульса недостаточно, рабочий цикл может быть повторен.

При гидромеханической вытяжке процесс протекает также с помощью жидкости. Схема установки приведена на рис. 3.125. Заготовку 6 здесь, установленную на матрице 5, размещают в контейнере 4. Из полости матрицы под заготовкой откачивают воздух. В контейнер через магистраль высокого давления 3 подают жидкость высокого давления от насоса 1. Подачей жидкости в рабочую полость контейнера, или сбросом ее в насосный бак управляют с помощью гидроклапана 2.

ЖИДКАЯ ШТАМПОВКА

При жидкой штамповке так же, как и при литье под давлением в полость инструмента заливают порцию жидкого металла, после чего там создается высокое давление. В результате кристаллизация изделия происходит под давлением.

В процессе жидкой штамповки формообразование детали осуществляется с помощью матрицы 2 и пуансона 1 (рис. 3.126). Для извлечения изделия из штампа, последний оснащается выталкивателем 3.

Технологическая схема процесса жидкой штамповки состоит из трех фаз: дозированной заливки металла в полость штампа, штамповки жидкого металла и извлечения изделия.

Существует несколько разновидностей технологического процесса жидкой штамповки. По основной схеме металл заливают в полость матрицы 2 (рис. 3.126, а), сжимают пуансоном 1 и выдерживают в таком положении, производя, таким образом, кристаллизацию под давлением (рис. 3.126, б).Вторая схема предусматривает частичное затвердевание металла под давлением в полости, отличной от окончательной формы поковки; затем следует деформация в полужидком состоянии до получения окончательных размеров поковки. В третьем случае после полной кристаллизации под давлением следует деформация в твердом состоянии для получения окончательных размеров поковки.

Выплавка и дозированная заливка металла в полость штампа - первая стадия технологического процесса при всех схемах технологического процесса жидкой штамповки.

Выплавку металла могут производить или в объеме, необходимом для получения одной поковки, или в плавильном агрегате большего объема с последующей дозировкой при заливке металла в штамп. Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки.

Для сталей считают предпочтительной выплавку в плавильно- разливных устройствах; для цветных металлов плавление и поддержание температуры расплавленного металла можно осуществлять в печах с большей емкостью.

Штамповку жидкого металла выполняют на специализированных гидравлических и фрикционных прессах. Эти прессы обеспечивают большую скорость холостого хода; регулируемый, плавный ход ползуна пресса (и соответственно пуансона), оснащены выталкивателями и предоставляют возможность монтажа плавильно- заливочных устройств.

Процесс жидкой штамповки имеет ряд достоинств. Кристаллизация металла под давлением обеспечивает мелкозернистую, плотную его структуру и повышенные механические свойства. Более мелкозернистая структура, чем в отливках, получается в результате высокой скорости охлаждения жидкого металла, залитого в металлическую форму- матрицу. Кроме этого кристаллизация под давлением и деформирование предотвращают образование усадочных раковин и газовой пористости (так как растворимость водорода растет с повышением давления). В соответствии с этим механические свойства и эксплуатационные характеристики поковок оказываются выше.

Наличие высоких давлений улучшает заполнение полостей штампов и повышает качество поверхности. Конфигурация поковки при этом может быть более сложной, чем при объемной штамповке, при более высокой точности размеров и меньшем расходе металла, чем при литье. В результате затраты на механическую обработку значительно снижаются.

Следует отметить высокую производительность процесса (время цикла несколько десятков секунд) и высокую степень механизации и автоматизации.

Данный процесс имеет и недостатки. Это возможная химическая неоднородность поковок, необходимость поддержания оптимальной температуры при заливке металла, высокие термические нагрузки на инструмент и ограничение его стойкости, необходимость использования защитных покрытий полости штампа для исключения сварки заготовки с поверхностью штампа, обеспечение мероприятий по ограничению скорости подачи металла в штамп (чтобы не разрушить рабочую поверхность) и исключение попадания шлака, а также ограниченная масса поковок (около 10 кг).

Жидкой штамповкой изготавливают поковки из стали и цветных металлов. Величина давления при этом 100 ... 500 МПа, а время выдержки под давлением составляет 2 ... 10 с.

Вопросы для текущего контроля знаний по разделу

1. Какие технологические процессы называют обработкой металлов давлением (ОМД)?

2. За счет чего происходит изменение формы и размеров заготовки при ее деформации?

3. От чего зависит пластичность металлов при ОМД?

4. Из каких процессов складывается общая пластическая деформация поликристаллического тела?

5. По каким причинам возникает анизотропия механических свойств при ОМД?

6. В чем заключается основные отличия ОМД от других технологий обработки металлов?

7. Какими преимуществами обладает ОМД по сравнению с другими технологическими процессами в машиностроении?

8. Какое влияние оказывает ОМД на структуру и свойства металлов и сплавов?

9. Чем холодная деформация металла при ОМД отличается от горячей?

10. Для чего металл нагревают перед обработкой давлением?

11. Что представляет собой явление рекристаллизации, при каких условиях оно протекает?

12. Как влияет макроструктура заготовки на прочность готовой детали?

13. Как осуществляется выбор режима нагрева для ОМД?

14. Какие нагревательные устройства используются в настоящее время в ОМД и чем они характеризуются?

15. Какие преимущества и недостатки имеет пламенный и электрический нагрев заготовок?

16. Какие виды ОМД выделяют в настоящее время?

17. В чем заключается вид ОМД, называемый прокаткой?

18. В чем состоят основные достоинства прокатки?

19. Какие виды прокатки вы знаете?

20. Из каких профилей состоит сортамент прокатного производства?

21. Какие типы прокатных валков вам известны, на каком оборудовании осуществляется прокатка?

22. Какие типы рабочих клетей прокатных станов вам известны, для получения каких видов проката они используются?

23. В чем заключается такой вид ОМД, как прессование?

24. Какие виды прессования вы знаете?

25. В чем главные достоинства и недостатки прессования?

26. Как происходит формоизменение заготовки при волочении?

27. Какое оборудование и инструмент используется при волочении?

28. Какие достоинства и недостатки имеет процесс волочения?

29. За счет чего осуществляется формоизменение заготовки при ковке?

30. Какой инструмент используют для выполнения операций ковки?

31. Какие основные операции ковки вы знаете?

32. На каком оборудовании выполняют операции ковки?

33. Как проектируется технологический процесс изготовления поковок?

34. Каким образом разрабатывается чертеж кованой поковки?

35. Какова последовательность изготовления поковки?

36. Какие дефекты слитков (служащих заготовками для ковки) встречаются в настоящее время?

37. Как очищают заготовку от окалины в кузнечном производстве?

38. Какие факторы влияют на технологический процесс ковки?

39. Что представляет собой объемная штамповка как вид ОМД?

40. Что такое ручей штампа?

41. Какими преимуществами и недостатками обладает объемная штамповка по сравнению с ковкой?

42. Когда целесообразно изготавливать детали объемной штамповкой?

43. Какие типы штампов используются при горячей объемной штамповке?

44. Зависит ли конфигурация штампованной поковки от типа штампа?

45. Какие стадии деформации заготовки наблюдаются при объемной штамповке?

46. Какую функцию выполняет облой при горячей объемной штамповке?

47. Какими преимуществами и недостатками обладают закрытые штампы для объемной штамповки по сравнению с открытыми?

48. Из каких операций состоит процесс изготовления поковок при горячей объемной штамповке в одноручьевом открытом штампе?

49. Какова последовательность проектирования технологического процесса получения штампованной поковки?

50. В какой последовательности разрабатывают чертеж штампованной поковки?

51. Какие преимущества имеет холодная объемная штамповка по сравнению с горячей?

52. Какие разновидности холодной объемной штамповки вы знаете?

53. Какие операции включает обычно в себя технологический процесс изготовления деталей холодной формовкой?

54. Какое оборудование используется для объемной штамповки?

55. Что представляет собой такой вид ОМД как листовая штамповка?

56. Какими достоинствами обладает листовая штамповка?

57. Какие операции листовой штамповки относят к разделительным (формоизменяющим), в чем их сущность?

58. С помощью какого инструмента выполняют листовую штамповку?

59. На каком оборудовании выполняют листовую штамповку?

60. Какие специальные способы обработки давлением вы знаете?