Изготовление корпуса бетонобойного снаряда в условиях серийного производства (стр. 2 из 6)
Рис. Схема резки штанг на сортовых ножницах
Схема резки штанг на сортовых ножницах приведена на рис.. Нижний нож 5 крепится к станине, верхний 2 — к ползуну, перемещающемуся в направляющих. Разрезаемая штанга 3 укладывается на ролик 4 и подается вручную или механически вперед до упора 1. Прижим 6 обеспечивает неподвижность положения штанги 3 в момент резки. При рабочем ходе ползуна ножниц верхний нож 2, имеющий режущую кромку соответствующей формы, разрезает пруток.
Потребное усилие Р для резки на сортовых ножницах ручьевыми ножами, соответствующими профилю проката, рассчитывают по эмпирической формуле
P = kanF,
где k — коэффициент, принимаемый для стали 0,6 — 0,9;
an — временное сопротивление разрыву, кг/мм2;
F — площадь сечения разрезаемой заготовки, мм2.
При среднем значении коэффициента k получим приблизительно
Р= 0,75anF.
В технических характеристиках ножниц (табл.) указывают максимальное допускаемое сечение разрезаемого проката с временным сопротивлением разрыву an = 45 кг/мм2
Промышленность изготовляет автоматизированные пресс-ножницы с дифференцированным зажимом для резки штанг на штучные заготовки углеродистых и среднелегированных, а также неломких марок сталей и медноникелевых сплавов. Дифференцированный зажим обеспечивает высокую чистоту и точность торцов отрезаемых заготовок.
Пресс-ножницы типа № 1 с максимальным усилием 630 т предназначены для разрезки профилей: квадрат — 85 и круг—100 мм. Пресс-ножницы типа № 2 с максимальным усилием 1000 т предназначены для разрезки профилей: квадрат — 127 и круг — 140 мм.
На автоматизированных пресс-ножницах подача штанг на приводной рольганг осуществляется автоматическими питателями. При делении штанг на заготовки по весу взвешивание штанг в потоке металла на отдельном участке рольганга и подача их в зажимное приспособление производится автоматически.
Длина отрезаемой заготовки устанавливается специальным счетно-делительным устройством. Отрезанные заготовки по отводному рольгангу подаются в приемник. Некратные отходы сбрасываются в накопитель. Точность резки по длине заготовки ±0,5—1,0 мм для сечений квадрата 85—127 мм и круга 45—140 мм. Косина торцев не более 1°.
ГОРЯЧАЯ ШТАМПОВКА ДЕТАЛИ. НАГРЕВ ЗАГОТОВКИ ПОД ШТАМПОВКУ
Процесс нагрева заготовки для корпуса должен обеспечить:
1) равномерный прогрев по всему сечению с оптимальной скоростью до температуры штамповки;
2) минимальное окисление и обезуглероживание поверхности. Окалина, получаемая при нагреве, должна быть сухой и легко отделимой;
3) отсутствие микро- и макротрещин;
4) минимальную стоимость нагрева.
Штучная заготовка имеет квадратную форму.
Качество штампованных корпусов и других деталей снарядов зависит от правильного выбора режима нагрева, т. е. надлежащей скорости и температуры.
Равномерный прогрев по всему сечению заготовки (примерно до Т = 1200° С) крайне важен, так как даже при небольшой разнице в температуре прошивной пуансон отклоняется от своей оси, что приводит к разностенности корпусов. Скорость нагрева. Чем выше скорость нагрева, тем меньше окисление и обезуглероживание поверхности и тем он экономичнее. Однако при чрезмерно быстром нагреве в результате значительного температурного градиента по сечению заготовки в металле могут возникать термические напряжения, которые в некоторых случаях приводят к образованию микро- и макротрещин. Поэтому различают технически возможную и допускаемую скорость нагрева.
Технически возможная скорость нагрева при прочих равных условиях зависит от разности между максимальной температурой печи и средней температурой поверхности заготовки. Температура печи и конечная разность температур печи и нагрева заготовки являются основными факторами, при помощи которых можно регулировать скорость нагрева. В зависимости от формы поперечного сечения (круг, квадрат) нагреваемых заготовок и расположения их на поду печи время нагрева будет различным.
Окисление и обезуглероживание. При высоких температурах (свыше 1000° С) и при сжигании топлива с большим избытком воздуха процесс окисления идет быстрее, чем процесс обезуглероживания. В этом случае после удаления окалины на поверхности заготовки почти не будет обезуглеро-женного слоя. Если же в печи создана атмосфера; которая слабо окисляет железо, то под слоем окалины образуется обезуглероженный слой.
Количественные показатели величины угара следующие:
1) весовой угар, в процентах от первоначального веса;
2) поверхностный угар — количество окисленного металла, отнесенного к единице поверхности, г/см2;
Осуществляется в специальной камере механическим воздействием на заготовку струей воды под давлением до 100 атм. Этим способом поверхность заготовки хорошо очищается. Установлено, что при резком охлаждении слоя окалины происходит сильное ее сжатие и растрескивание, вследствие чего она отделяется от поверхности заготовок. Это достигается при помощи тонких струй воды давлением 70—90 атм, направляемых из насадок под углом к поверхности заготовки. Количество воды должно быть минимальным, чтобы не происходило охлаждения поверхности основного металла, так как в этом случае не произойдет сжатие окалины и ее отслаивание.
ЗАДАВКА, ПРОШИВКА И ПРОТЯЖКА
Технологический процесс горячей штамповки заготовок типа «стакана» складывается из задавки, прошивки и протяжки.
Задавка. Исходной заготовкой для горячей штамповки корпусов типа «стакан» является квадратная штанга со скругленными ребрами. Большая величина допуска на изготовление штанги и косина торца исходной заготовки после ломки не обеспечивают качественного выполнения операции прошивки. Для обеспечения надежного направления прошивному пуансону и для устранения косины торца исходной заготовки вводится операция (или переход) задавки. Схема задавки приведена на рис. Исходная заготовка 3 устанавливается в прошивной матрице . Операцию задавки осуществляет задавочный пуансон 2. В результате этой операции оформляется конус на наружной поверхности заготовки, по которому она центрируется в прошивной матрице, а на торцевой поверхности образуется углубление от задавочного пуансона.
 |
Рис.1 Схема задавки Рис.2 Схема прошивки
Прошивка. После операции «задавка» заготовка поступает в прошивочную матрицу и центрируется в ней за счет конического участка, при этом прошивочный пуансон 2 дополнительно центрирует заготовку 3 за счет лунки, выполненной на операции «задавка».
На торцевую поверхность заготовки или в предварительное углубление от задавки перед прошивкой забрасывается подсыпка (древесные опилки, графит, мазут, обрезки кожи), которая сгорая образует газовую подушку, выполняющую роль амортизатора между торцем пуансона и нагретой заготовкой.
Для более надежного направления пуансона при прошивке применяют кольца, обеспечивающие, однако, центрование только в начальный момент. После прошивки в камору корпуса снаряда наливают воду для отслаивания окалины, которая удаляется из каморы продувкой.
Усилие прошивки зависит от температуры металла, формы очертания и площади рабочей головки пуансона, сечения и длины заготовки и отношения диаметра пуансона к толщине стенки заготовки. С увеличением температуры предел прочности металла резко снижается, следовательно, уменьшается усилие прошивания. При температуре нагрева заготовки до 1200° С потребное усилие прошивки примерно в 2 раза меньше, чем при Т =900°C.
Форма очертания головки пуансона заметно влияет на величину усилия прошивания. Наименьшее усилие прошивания имеет место, когда торцевая часть головки пуансона закруглена. Но такая форма пуансона неприемлема, так как она не соответствует конструктивному очертанию дна каморы. Поэтому рабочая головка пуансона имеет форму цилиндра с округленными переходами торца. С увеличением диаметра пуансона повышается потребное усилие прошивания, так как увеличивается деформируемый объем металла, кроме того, увеличивается поверхность охлаждения и, следовательно, уменьшается пластичность металла. При одном и том же пуансоне, но разной толщине стенки заготовки усилие прошивания тем больше, чем меньше толщина стенки, так как тонкая стенка при соприкосновении с пуансоном охлаждается быстрее, чем толстая, а вследствие этого уменьшается пластичность металла. С увеличением длины прошивания потребное усилие пресса возрастает из-за увеличения работы сил трения и охлаждения заготовки.
Протяжка. Процесс протягивания корпусов снарядов (рис.3) состоит в том, что пуансон 2, входящий с зазором в прошитую заготовку 3, протягивает ее через 2 — 3 кольца 4, диаметр рабочей части которых меньше наружного диаметра заготовки. При протягивании происходит уменьшение диаметра и толщины стенки при одновременном увеличении длины заготовки. Снятие заготовки с пуансона производится при обратном его ходе при помощи съемника. Металл заготовки корпуса при протягивании находится под воздействием толкающего усилия и реакции стенок кольца. В деформируемом объеме, в различных сечениях физического реза металл испытывает все три основных вида напряжений: растяжения, сжатия и сдвига (напряжение на срез у дна).
Крепление протяжного пуансона и протяжных колец нежесткое. Это исключает искривление или поломку пуансона и кривизну каморы из-за неравномерной нагрузки при протягивании прошитых корпусов с разностенностыо.