2.2 Аналіз форм деформації процесів і робочих місць у технології холодної висадки
Холодну висадку (пресування) кріпильних виробів виконують пресом або автоматичною холодною висадкою. При послідовному холодному пресуванні, одностанційному та багатостанційному холодному куванні форма напівфабрикату у верхній послідовності або верхній станції кування (пресування) безпосередньо впливає на формування наступної послідовності або наступної станції. Таким чином, те, як визначити правильну форму деформації на основі розумного розподілу коефіцієнта деформації, безпосередньо залежить від майбутньої деформації та якості продукту.
2.2.1 Процес холодної висадки (пресування) для стрижневих кріплень
Обробка холодної висадки (пресування) стрижневих кріплень повинна враховувати відповідні параметри кожного процесу (станції). Основні параметри включають коефіцієнт ковки, де Lo і do - вихідна довжина і діаметр кувальної частини заготовки відповідно; D. H представляє діаметр і висоту заготовки після кування, як показано на малюнку 36-7.
Lo/do — міра поздовжньої стабільності деформації заготовки при висадці, тобто здатність частини заготовки, що висаджується, чинити опір поздовжньому вигину під час висадки. Чим менше значення Lo/do, тим сприятливіше для кування голови; Коли значення Lo/do занадто велике, відбувається поздовжній вигин у кувальній частині заготовки. Крім значення Lo/do, існують інші фактори, які впливають на поздовжню стабільність деформації заготовок при висадці. Незалежно від того, чи це машина для автоматичної холодної висадки, чи машина для різання, незалежно від того, чи виконується вона різання лезом чи гільзовим різаком, ріжуча ділянка заготовки не може бути перпендикулярна до її осі та повинна мати нахил від 1 до 5 градусів. Таким чином, під час холодної висадки (пресування) початкова сила штампування на заготовку не знаходиться в центрі, і виникне ексцентриситет, що спричиняє нерівномірну силу на заготовку, що призводить до нерівномірної деформації та згортання через поздовжнє згинання під час формування головки. Для секцій з малими кутами нахилу поздовжній вигин, що утворюється при деформації, не очевидний, що не вплине на якість оголовка. У процесі холодної висадки (пресування) після різання головною метою організації заготовки для формування є досягнення цього.
Крім того, нижній кінець початкової порожнини штампування є поверхнею передачі для прикладання сили кування до заготовки. Якщо центр зміщений, центр результуючої сили неминуче буде зміщений. Крім того, це також фактор, який впливає на генерацію поздовжнього вигину. Використання пружинного верхнього стрижня під час початкового пробивання (див. Малюнок 36-13) може пом’якшити цей вплив. Інші фактори, такі як робоча точність верстата та рівень налаштування оператора для встановлення пристосувань, також впливають на початкове формування штампування.
Щоб підвищити стабільність заготовки під час початкової деформації штампування, особливо для низьковуглецевої сталі та інших марок сталі з поганими властивостями різання, щоб підвищити стабільність заготовки під час деформації, крім конічної форми, також має бути бути циліндричною порожниною висотою 1.5-2 мм у робочій порожнині на малому кінці початкового штампування, як показано на малюнку 36-12.
Малюнок 36-12 Форма внутрішньої порожнини початкового висадного пуансона
Відповідно до досвіду, коли Lo/do менше або дорівнює 2,3, для формування головки без поздовжнього вигину потрібна лише одна ковка. Якщо Lo/do менше або дорівнює 4,5, для завершення формування головки потрібні два процеси кування; Коли Lo/do менше або дорівнює 8, формування голови має бути завершено через три раунди кування. Коротше кажучи, чим більше значення Lo/do, тим більше разів потрібно підробити. Для середньовуглецевої сталі та легованої сталі через холодне зміцнення, викликане куванням, подальший процес деформації важко здійснити. У цьому випадку необхідна заміна безперервного холодного кування (пресування) на послідовне холодне пресування. Напівфабрикати між процесами розм’якшуються та відпалюються, щоб зменшити твердість напівфабрикатів і зняти внутрішню напругу, що виникає під час деформації процесу.
Чим більше співвідношення D/H, тим складніше кування. Насправді кінцеві розміри деформації виробів, що представляють D і H, можна розрахувати як об’єми, а потім можна розрахувати необхідну довжину Lo та діаметр do заготовки. Кількість разів перешкод можна визначити за допомогою значення Lo/do.
(1) Визначення початкової форми висадки головки болта з шестигранною головкою
Розумне визначення форми початкової ковки полегшить потік металу в порожнині форми, збереже потік металевих волокон стабільним і полегшить деформацію наступної робочої станції.
Форма початкової ковки є конічною, і існує дві форми початкової кувальної порожнини конічної форми: одна без пружинного верхнього стрижня (голка), а інша з пружинним верхнім стрижнем (голка), як показано на малюнку {{0 }}.
Малюнок 36-13 Початкова порожнина прототипу пошкодження
Малюнок 36-14 Форма внутрішньої порожнини початкового висадного пуансона
Пуансон конічний без пружинного верхнього стержня використовується для обсадки довгих стрижневих заготовок; Штампована матриця з пружинним верхнім стрижнем використовується для заготовок з коротшими ділянками стрижня. Кут конуса конічної порожнини без пружинного верхнього стрижня для початкового штампування повинен бути відповідно більшим, щоб заготовка могла легко від'єднатися від початкової форми для кування. Як правило, приймається як 8 градусів до 16 градусів, а форма внутрішньої порожнини початкового кувального пуансона показана на малюнку 36-14.
При куванні з трьома ударами необхідно кувати два конуса. Перший конус має особливо малий кут конуса, від 2 до 3 градусів, він відіграє основну роль у формуванні, забезпечуючи гарне вирівнювання та стабільність під час другої початкової деформації кування. Розмір робочої порожнини конічного пуансона можна розрахувати, виходячи з об’єму форми головки, що висаджується, діаметра дроту та відстані між пуансоном і матрицею. З малюнка 36-15 видно, що об’єм усієї конічної головки складається з двох частин: об’єму V1 та об’єму V2, тобто V-конуса=V1+V2 , а V-cone дорівнює об’єму головки виробу після точного кування, який дорівнює V. Якщо V можна обчислити за розміром виробу, то V1=V-V2.
Фігура 36-15 форма голови ембріона
З рисунків 36-15 видно, що для V2 існує багато обмежень, таких як відстань між пуансоном і матрицею, глибина робочої порожнини матриці, форма заповнення металу всередині, і діаметр стовбура, який утворює V2. Тому зазвичай використовуються емпіричні формули:
V1=KV (мм3) (Формула 36-17)
У формулі V - об'єм, який утворює голову виробу
K - Коефіцієнт форми виробу
Для болтів із шестигранною головкою та болтів з шестигранною головкою, K=0.75-0.85;
Для гвинтів із напівкруглою головкою K{{0}}.7 до 0,8;
Для гвинтів з потайною головкою K{{0}}.5 до 0,6.
Малий кінцевий діаметр dM конуса дорівнює або трохи менший за мінімальний розмір сировини, а великий кінцевий діаметр DK конуса приймається рівним 1.2-1.3 dM.
Коли DK=1.2dM, об’єм V1 конуса дорівнює:
Коли DK=1.3dM,
(2) Визначення початкової форми кування машинних гвинтів
Існує багато видів машинних шурупів, які в основному відрізняються геометричною формою головки. Загалом коефіцієнт кування (S=Lo/do та D/h) для формування головок гвинтів машини відносно малий, що полегшує кування. Для машинних гвинтів із простою головкою натисніть на заготовку, виготовлену холодним куванням, як показано на малюнку 36-16, і можна використовувати одноразове кування. Однак багато різновидів машинних гвинтів мають складні канавки головки. Для типу поперечних канавок формування головки вимагає двох або більше висадок. Початкова форма штампування відіграє вирішальну роль у куванні виробів, які відповідають вимогам щодо канавок згідно стандартів.
Малюнок 36-16 Клацніть на заготовці, отриманій методом холодної висадки
При формуванні прецизійної кувальної головки паз також піддається висадці та видавлюванню. У цей час деформація головки виробу не тільки спричиняє течію металу та заповнення великого кінця головки через висадку, але також має тенденцію текти в протилежному напрямку сили через екструзію канавки, тим самим впливаючи на заповнення металу на краю великого кінця. Особливо в напрямку канавки спостерігається явне явище «відсутнього м’яса». Щоб вирішити проблему локальної неповноти, вершина початкового штампування робиться у формі дуги кола. Для початкового штампування шурупів із хрестоподібним пазом із плоскою головкою верхню частину надають конічної форми з кутом конуса від 120 до 150 градусів, як показано на малюнку 36-17. Його призначення - зменшити зворотний потік металу при деформації, що вигідно для заповнення великого кінця головки.
Визначення початкової форми ковки гвинтів із внутрішньою шестигранною циліндричною головкою. Гвинти з внутрішньою шестигранною циліндричною головкою з холодною головкою (коефіцієнт кування головки менше 1,5) мають складну геометричну форму та високі вимоги до продуктивності продукту завдяки глибокому внутрішньому шестигранному отвору на голівці з класами 8,8, 10,9 і 12,9. Використовується сталь із середнім вмістом вуглецю, легована сталь із поганими характеристиками холодного формування та складною деформацією головки, включаючи висадку, пряму екструзію та зворотну екструзію. Таким чином, початкове штампування таких виробів, як правило, повинно проходити через початковий заголовок і другий попередній заголовок. На рисунку 36-18 наведено кілька початкових форм кування, які зазвичай використовуються у виробництві. У другій послідовності попереднього заголовка внутрішній шестикутний увігнутий отвір попереднього формування формується в головці, щоб зменшити деформацію під час очищення внутрішнього шестикутного отвору на наступній робочій станції. Опір течії металу під час зворотної екструзійної деформації знижується, так що навантаження, яке несе шестигранний пуансон, максимально мінімізується, а потік металу рівномірно заповнюється по краях верхнього та нижнього кінців головки.
Малюнок 36-17 Процес холодної висадки з плоскою круглою головкою з поперечною канавкою
Малюнок 36-18 Схематична діаграма початкової та другої кувальних заготовок для гвинтів з шестигранною циліндричною головкою холодної висадки
(4) Точне кування стрижневих кріплень
Прецизійне кування стрижневих кріплень — це процес кування попередньо сформованої заготовки в робочу порожнину між верхньою та нижньою прес-формами для отримання остаточної форми та розміру головки виробу.
Деформація головки змінюється в залежності від геометричних розмірів головки виробу і в цілому може приймати такі форми:
a. Болти з шестигранною та квадратною головкою
Область формування, показана на малюнку 36-19, складається з трьох областей: 1/3 висоти голови формується у верхній порожнині моделі, від 1/3 до 2/5 формується в нижній порожнині моделі, а решта формує краї спалаху в зазор між верхньою і нижньою формами. Нарешті, процес обрізання використовується для завершення обрізання шестигранних і квадратних головок.
b. Машинні гвинти з напівкруглими та плоскими круглими головками, причому головка повністю сформована у верхній порожнині матриці (легке штампування).
в. Такі вироби, як гвинти з внутрішньою шестигранною циліндричною головкою та болти з шестигранною головкою з утопленою головкою, головка яких сформована в нижній порожнині форми. Оскільки це точне кування, робочі порожнини верхньої та нижньої прес-форм повинні відповідати вимогам розміру головки продукту.
(5) Процес зменшення стрижневих кріплень
Болти з шестигранною головкою - широко використовувані кріплення з широким діапазоном рівнів міцності, починаючи від 3,6 до 12,9 рівнів, які випускаються. Для виробництва болтів із шестигранною головкою середнього та низького класу міцності, як правило, використовуються два процеси: один – процес тонкої обробки стержня, а інший – процес грубого зменшення стрижня. Так званий тонкий пруток - це дріт, еквівалентний діаметру різьбової заготовки для холодного кування. Розмір дроту змінюється дуже мало, і стрижень можна безпосередньо скручувати в нитки; Груба лоза - це дріт, розмір якої перевищує зовнішній діаметр нитки. У процесі холодного кування виконується одне, два або більше скорочень, щоб довжина різьби досягла розміру заготовки гвинта.
Внутрішній шестигранний гвинт із циліндричною головкою є високоміцним продуктом класу 8,8 і вище відповідно до національних стандартів. Хоча ступінь деформації головки незначний, дріт, що використовується, має вищу міцність і меншу пластичність. Тому зазвичай використовується процес грубого зменшення стрижня. Під час холодної висадки виконується один або кілька разів зменшення, щоб діаметр різьбового стержня досяг розміру заготовки гвинта.
Болти з шестигранною головкою застосовують технологію тонкого стрижня, і ступінь деформації головки під час холодної висадки збільшується порівняно з грубим стрижнем. Він підходить для виробництва короткої специфікації повністю різьбових виробів. Виробництво болтів за технологією тонкого стрижня часто стикається з такими проблемами:
Ступінь деформації головки велика, і на ній легко утворюються тріщини. Іноді розрізання шестикутних крайових тріщин не може повністю їх усунути.
Під час осадки головка часто зазнає поздовжнього вигину внаслідок значної деформації, що призводить до згинання на відстані 1/3 від опорної поверхні, як показано на малюнку 36-20, і спричиняє перевертання болта.
Погана міцність з’єднання між головкою та стрижнем стає прихованою небезпекою для повороту болтів тонкого стрижня. Використання технології грубого зменшення стрижня дозволяє уникнути вищевказаних проблем. Однак, через необхідність редукції, це не тільки збільшує силу редукції, але й робить структуру прес-форми відповідно складною.
1. Початковий штамп для кування; 2-увігнута форма; 3- Компоненти; 4-Верхній стрижень; 5-Подушковий блок
Рисунок 36-19 Схематична діаграма шестикутної та квадратної головки холодної висадки
Малюнок 36-20 Схематична діаграма згинання, утвореного осадкою товстих і тонких стрижневих головок болтів
Вона повинна мати редукційну матрицю, як правило, оброблену твердим сплавом, що збільшує вартість прес-форми.
Крім того, існують особливі вимоги до поверхневого змащення та твердості матеріалу дроту. Більшість дротів, які використовуються у виробництві, пройшли обробку фосфатуванням і омиленням. Після сфероїдного відпалу дріт має мати твердість 75-85 HRB.
Загалом, хоча процес грубого зменшення стрижня має високі вимоги до дроту та форм, що збільшує витрати на виробництво, з точки зору якості продукту, він може зменшити розтріскування продукту, спричинене поганою пластичністю матеріалу. Покращене використання матеріалів, забезпечені вимоги до міцності продукту, а загальна економічна ефективність залишається хорошою.
(6) Ріжуча кромка головки болта
Існує два типи болтів із шестигранною головкою: із заглибленою головкою та з плоскою головкою. З точки зору виробництва та використання болти з шестигранною головкою та плоскою головкою складають понад 90% від загальної кількості. До болтів з увігнутими отворами на головці, внаслідок прямого холодного кування (пресування) головки, пред'являються високі вимоги до пластичності дроту. Шестикутні кромки заповнені неякісно, часто виглядають як оголені кути, і схильні до ковзання під час затягування. Більш чутливо це відбивається на лінії автоматичного складання обладнання, що об'єктивно обмежує виробництво такого типу болтів з головкою.
Болт з плоскою головкою і шестигранною формою утворений ріжучими кромками. Ріжучі кромки можуть бути розташовані в багатостанційній автоматичній машині для холодної висадки відповідно до багатостанційного виробничого процесу або можуть бути завершені спеціальною машиною для різання.
2024 січня3-йтиждень WBMPРекомендація продукту:
Заголовок вмирає, удар:
WBM виробляє конічні роликові матриці з високою ефективністю та автоматизацією. Ролики формуються на одному автоматичному пресі холодної висадки та подаються, розрізаються та пробиваються в матрицю протягом п’яти кроків.
Ми можемо виготовляти конічні роликові матриці різних типів і розмірів із гарантією якості, включаючи: комбінований пуансон, зовнішню втулку, лезо, комбінований пуансон, циліндр подачі, комбіновані матриці, двошарову втулку, вставку.
https://www.w-bm.com/products/Taper-roller-cold-heading-dies/Heading-dies,Punch/400.html
