Ковка и объемная штамповка (стр. 6 из 8)
Недостаток способа: неравномерность распределения механических свойств головки и стержня, высокая степень деформации головки и, как следствие, необходимость термической обработки для снятия внутренних напряжений.
Четырехпозиционный технологический процесс изготовления заготовок с двукратным редуцированием стержня и обрезкой граней (рис. 5) применяется при изготовлении болтов из среднеуглеродистых и легированных сталей. При таком технологическом процессе используется калиброванный металл, диаметр которого равен 1,10 - 1,25 наименьшего предельного диаметра гладкой части стержня болта.
Рисунок 5 – Эскиз схемы высадки двукратным редуцированием стержня изделия и обрезкой граней шестигранника.
На первой позиции производится редуцирование стержня до диаметра гладкой части минус технологический зазор; на второй - высадка цилиндрической головки; на третьей - редуцирование стержня болта с уменьшением диаметра под накатку резьбы; на четвертой - обрезка граней.
Степень деформации головки приближается к степени деформации стержня, а разница между прочностью головки и стержня болта составляет 20-50 МПа, что позволяет, в ряде случаев, избежать термической обработки заготовок болтов.
Четырехпозиционный технологический процесс изготовления заготовок болтов с однократным редуцированием стержня и обрезкой граней (рис. 6) применяется в тех же случаях, что и технологические процессы по рисункам 4 и 5. Окончательное же оформление головки и шайбы на заключительном переходе осуществляется усилием обрезки, обеспечивающим выдавливание "мертвой шайбы" из конусной фаски, после чего происходит обрезка граней головки.
Диаметр конусной фаски под головкой равен диаметру "мертвой шайбы" или меньше его.
Рисунок 6 – Эскиз схемы высадки однократным редуцированием стержня изделия и обрезкой граней шестигранника.
Преимущество: уменьшение усилий объемной штамповки и, как следствие, увеличение стойкости холодноштамповочного инструмента.
Способы изготовления шпилек
Методом осадки изготовляются заготовки шпилек, имеющих общую длину не более 10 диаметров и с длиной гладкой части не более 1,5 диаметра. При больших длинах не выдерживаются диаметральные размеры под накатку резьбы и диаметр гладкой части.
Метод редуцирования диаметров заготовки шпилек с двух сторон под накатку резьбы требует применения двух-ударных или многопозиционных автоматов.
Трехпозиционный технологический процесс изготовления заготовок шпилек применяется для деталей, диаметр гладкой части которых равен наружному диаметру резьбы. На первой позиции происходит выравнивание торцов заготовки, на второй - оформление концевых фасок, на третьей - редуцирование концов шпильки под накатку резьбы. Этот способ обеспечивает диаметр гладкой части шпильки, равный наружному диаметру резьбы при любой длине детали, высокую точность размеров под накатку резьбы, высокую чистоту поверхности.
Рис.7 - Способы изготовлении шпилек. а) получена способом осадки; б) получена способом редуцирования; в) получена способом высадки и редуцирования; г) получена способом редуцирования.
Комбинирование осадки и редуцирования применяется для изготовления шпилек длиной более 10 диаметров, имеющих ступенчатую гладкую часть.
Особенности изготовления заклепок и винтов.
Стандартные заклепки сплошного сечения изготовляются на двухпозиционных, трех-ударных автоматах, при отсутствии которых можно использовать многопозиционные автоматы.
Исходный металл принимается как равный наименьшему предельному диаметру наибольшей ступени. На первой позиции производится выдавливание наименьшей части стержня, на второй позиции производится подторцовка ступени заклепки и высадка головки за два удара.
Заклепки с глухой полостью с диаметром стержня не более 5 мм изготавливают на специальном однопозиционном автомате по переходам.
Возможность использования на автомате "плавающей" матрицы позволяет штамповать заклепки по циклограмме, обеспечивающей между ударами предварительного и окончательного пуансона на величину, соответствующую объему металла, необходимого для формообразования головки вторым пуансоном. В момент выталкивания заклепка снимается с выдавливающего пуансона вильчатым съемником.
Заготовки винтов изготовляют на однопозиционных двух-ударных автоматах, как правило, со шлицем. Для полного выдавливания винтов М3 - М6 с прямым шлицем используются автоматы комбайны, состоящие из однопозиционного двух-ударного автомата, шлицефрезерного агрегата и резьбонакатного автомата, связанных транспортным устройством.
Рисунок 8 – Схемы изготовления заклёпок. а) заклёпка с полукруглой головкой; б) заклёпка с потайной головкой; в) заклёпка с цилиндрической головкой.
10 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПЕРЕХОДОВ ОБЪЁМНОЙ ШТАМПОВКИ ЗАГОТОВКИ БОЛТА
Основой для выбора оптимальных технологических переходов объемной штамповки деталей являются отношения:
и 
,где DCO– диаметр исходной заготовки;
lCO – длина высаживаемой части заготовки;
DC – диаметр высаженной части заготовки.
Расчет размеров заготовки болта (рис.4.3) ведется по следующим формулам:
,где DC – диаметр заготовки под обрезку шестигранной головки;
SC – размер под ключ, номинальный.
Рисунок 9 – Размеры заготовки болта
мм.Высота фаски:
,где DC3 – выбирается из таблицы в зависимости от размера SC.
мм.Высота цилиндрической части головки:
,где HC – высота головки болта, номинальная;
HC2 – высота «мертвой шайбы», номинальная.
мм.Высота концевой фаски под накатку резьбы:
,где DC2 – диаметр под накатку метрической резьбы, наименьший, назначается по ГОСТ 19256-73;
DC5 – диаметр концевой фаски, назначается в зависимости от номинального диаметрарезьбы.
мм.Расчет объема заготовки болта под высадку
Объем фаски торца головки:
, 
мм3.Объем цилиндрической части головки:
, 
мм3.Объем «мертвой шайбы»:
, 
мм3.Объем цилиндрической части стержня под накатку резьбы:
,где LC3 – длина стержня под накатку резьбы.
мм3.Объем концевой фаски стержня:
, 
мм3Полный объем заготовки болта:
, 
мм3.Объем головки заготовки болта:
, 
мм3.Объем стержня заготовки болта:
, 
мм3.Расчет длины и диаметра исходной заготовки
Рисунок 10 – Исходная заготовка
,где DCO – диаметр исходно заготовки, назначается.
мм.