Холодновысадочные автоматы

     При движении ползуна 16 механизма отрезки ролик ножевого штока скользит по пазу кулачковой дорожки, а шток 14 ножом, укрепленным на его конце, отрезает заготовку и переносит ее на линию высадки к матрице 5. Головка изделия высаживается в этой матрице пуансоном 13 за один ход высадочного ползуна 6. После этого готовое изделие выталкивателем 4 удаляется из матрицы (выталкиватель движется под действием качающегося рычага 3, связанного тягой с роликом 7, находящимся в контакте с кулачком, укрепленным на коленчатом валу).

     Принцип действия различных высадочных автоматов примерно одинаков. Так, в одноударном автомате с разъемной матрицей имеется механизм для движения одной из полуматриц до смыкания с другой неподвижной полуматрицей. В двухударном автомате пуансонодержатель вместе с высадочным ползуном получает движение в поперечном направлении через систему рычагов и тягу от эксцентрика, укрепленного на валу, одновременно перемещая в том же направлении высадочные пуансоны на линию высадки.

     Холодновысадочные автоматы применяются для холодной высадки из калиброванной проволоки или прутка, заклепок, болтов, шурупов и т. д. Холодновысадочные автоматы разделяются на два вида — автоматы кривошипные и автоматы коленорычажные. Наиболее распространены кривошипные автоматы. 

     ГЛАВА II. ПРОЦЕСС ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ 

     2.1. Характеристика метода холодной штамповки 

     Холодной  пластической деформацией в практике штамповочного производства называют процесс, протекающий без принудительного нагрева металла.

     В процессе деформации происходит механическое упрочнение (наклеп), повышаются твердость деформируемого металла, пределы прочности и текучести и снижаются относительное удлинение и сужение.

     Процесс деформации сопровождается нагревом металла и инструмента, температура которых может достигать 300° С..

     При холодной объемной штамповке всей заготовке  придается заданная форма и размеры  путем заполнения материалом рабочей  полости штампов. Высадка, в отличие  от штамповки, заключается в осадке части заготовки между подвижным (пуансоном) и неподвижным (матрицей) инструментом.

     Основными достоинствами холодной штамповки  являются высокая производительность, точность размеров и чистота поверхности изделий, повышенная прочность штампуемых деталей, низкий расход металла, широкий диапазон изготовляемых типоразмеров. Холодной штамповкой изготовляются болты с диаметром стержня до 30 мм. Однако в последнее время таким способом изготовляют болты с метрической резьбой, имеющие .стержень диаметром до 52 мм.

     Основной  недостаток холодной деформации —  снижение пластичности металла вследствие наклепа и соответственно повышение опасности хрупкого разрушения болтов при эксплуатации. Особенно возрастает опасность хрупкого разрушения для болтов из среднеуглеродистых и легированных сталей, которые, как правило, необходимо подвергать термообработке, способствующей исключению неблагоприятных последствий холодной деформации.

     Процесс штамповки болтов заключается в  том, чтобы из заготовки диаметром  меньше диаметра отверстия в матрице (на величину зазора) и значительно меньше диаметра наибольшего сечения головки болта можно получить изделие необходимых размеров.

     При выборе технологического процесса холодной штамповки необходимо учитывать  следующие параметры:

     1. Отношение длины свободной осаживаемой  части заготовки к ее диаметру lo/dy.

     Под свободно осаживаемой частью заготовки  понимается отрезок, заключенный между матрицей и пуансоном, т. е. отрезок, не контактирующий с инструментом. Величина этого отношения характеризует трудность процесса формообразования головки болта и устойчивость свободного отрезка металла к продольному изгибу. Чем меньше величина lo/dy, тем легче протекает процесс деформации и лучше оформление конечной заготовки. При большой величине отношения возможен изгиб стержня и нарушение правильной конфигурации заготовки (возникновение прогибов, складок), что ведет к браку продукции.

     Для предотвращения указанных нарушений  процесса высадки отношение длины свободной осаживаемой части к диаметру не должно превосходить определенной величины. При превышении этой величины процесс формообразования головки разделяется на несколько переходов.

     Следует отметить, что при высадке болтов с предельным отношением lo/do необходимо обеспечить чистый срез заготовки и перпендикулярность плоскости отреза к продольной оси. При осадке заготовки с косым срезом торцовой площадки возможен ее изгиб и, как следствие, брак продукции.

     Возможность изгиба заготовки при осадке увеличивается со снижением сил трения по контактируемым поверхностям заготовки и пуансона. Поэтому при неблагоприятных условиях для исключения продольного изгиба заготовки ее концевую часть защемляют в пуансоне. 

     2.2. Технологические  процессы холодной  штамповки 

     Головку можно получить обрезкой предварительно высаженной цилиндрической головки, или  пластической деформацией .Фаска на конце стержня также может  выполняться как пластической деформацией (при штамповке болтов), так и резанием. Предпочтительным является образование фаски резанием на встроенном в высадочный автомат приспособлении, так как при образовании фаски выдавливанием в матрице усложняется изготовление матриц, а при накатке резьбы на стержне с выдавленной фаской снижается стойкость накатного инструмента.

     При получении фаски выдавливанием  на каждую длину болта требуется  своя матрица, в то время как при  штамповке без оформления фаски  перестройка автомата по длине болта не влечет смены матрицы. Однако при штамповке болтов из низкоуглеродистой стали и при ограниченных перестройках автомата целесообразно образование фаски выдавливанием.

     Известны  следующие основные технологические  процессы штамповки болтов: без редуцирования; с однократным редуцированием; с двукратным редуцированием; с выдавливанием и редуцированием,стержня, равным среднему диаметру резьбы (ГОСТ 7795—70, ГОСТ 7811—70), и коротких болтов с резьбой до головки или с малой величиной гладкого участка (ГОСТ 7796—70 и ГОСТ 7808—70) из низкоуглеродистых сталей Юкп и 20 кп. Болты изготовляются преимущественно без термической обработки классов срочности 4.8, 5.8 и 6.8. Технологические переходы штамповки приведены на рис. 5.

     Цилиндрическая  головка высаживается за два удара, размеры стержня изменяются незначительно. При изготовлении болтов с направляющим подголовком одновременно с высадкой головки происходит образование подголовка.

     Прочность болтов, как правило, несколько ниже прочности исходного калиброванного металла, так как снижается вследствие осадки предварительно упрочненного при волочении металла (эффект Баушингера).

     Достоинством  метода является простота изготовления технологического инструмента.

     Недостатками  процесса являются:

1. Невозможность изготовления болтов с диаметром гладкой части стержня, равным наружному диаметру •резьбы (за исключением коротких болтов, у которых гладкая часть стержня может образоваться одновременно с высадкой головки).
2. Большая степень деформации при высадке головки и, как следствие, большие нагрузки на инструмент и повышенная опасность возникновения трещин на головке, особенно при высадке болтов из среднеуглеродистых и легированных сталей, большая неравномерность свойств головки и стержня.
3. Необходимость обязательной термообработки болтов из среднеуглеродистых сталей из-за значительного охрупчивания металла и повышенной опасности разрушения под головкой.
4. Трудность изготовления болтов с нормальной головкой.

     Недостатки  этого процесса штамповки болтов привели к постепенному вытеснению его более прогрессивными, включающими операцию редуцирования стержня.

     При высадке с редуцированием на однопозиционных автоматах (в одной матрице) редуцирование стержня производится первым ударом одновременно с высадкой конической головки. Окончательное оформление головки происходит при втором ударе.

     Совмещение  на одной позиции операций высадки  головки с редуцированием нежелательно, так как при этом увеличиваются  нагрузки на инструмент и снижается его стойкость. Кроме того, при высадке головки происходит раздача конца редуцированного стержня, и при выталкивании заготовки из матрицы это приводит к дополнительному истиранию редуцирующего пояска.

     Высадка с редуцированием осуществляется, как  правило, на многопозиционных автоматах. При многопозиционных процессах  заготовка штампуется в нескольких матрицах. Эти процессы получили в настоящее время наибольшее распространение в специализированном производстве болтов.

 

ГЛАВА III. ШТАМПЫ ХОЛОДНОВЫСАДОЧНЫХ АВТОМАТОВ

 

3.1. Холодная высадка 

     Холодная  высадка — это процесс увеличения поперечных размеров части заготовки за счет одновременного уменьшения ее длины. Холодная высадка применяется для формообразования головок заклепок, болтов, винтов, шурупов, гаек, а также некоторых деталей машин из стали и цветных металов. Без нагрева высаживают болты размером до М20 и гайки размером до М27.

     Высадка выполняется обычно на холодновысадочных  автоматах одноударного, двухударного и трехударного действия. Материалом для высадочных работ служит проволока  или прутки соответствующего сечения. Высадка за один удар применяется для изготовления заклепок и винтов с полукруглой головкой и других деталей, имеющих небольшую относительную длину высаживаемой части заготовки.

     Цикл  одноударной высадки заклепки протекает  следующим образом. После подачи материала (калиброванной проволоки) через отрезную матрицу нож автомата отрезает заготовку и переносит ее на линию высадки. Высадочный пуансон заталкивает заготовку в матрицу и после упора заготовки в выталкиватель осуществляет высадку головки. В момент возврата пуансона в исходное положение высаженная деталь удаляется выталкивателем из матрицы, и цикл повторяется. 

     

     Рис. 7. Схема холодной высадки

     а—винт  с полупотайной головкой, полученный за два удара на автомате б —  винт, полученный за четыре удара на автомате. 

     Высадка за два удара позволяет получить детали с разнообразной формой головок при длине высаживаемой заготовки, равной 3—6 диаметрам. На рис. 45, а показана последовательность высадки на двухударном автомате винтов с полукруглой головкой, снабженной шлицем. Пуансон с ребром, образующим шлиц, изготовляют методом холодного выдавливания.

     Лучшей  формой для предварительного набора деформируемого металла является усеченный  конус. При отсутствии трех- или четырехударных высадочных автоматов применяют  повторную высадку на одно- или двухударных холодновысадочных автоматах. 

     3.2. Холодное калибрование 

     Холодное  калибрование поковок и других заготовок  обеспечивает получение точности до 0,05 мм и гладкой поверхности с  шероховатостью до 7—8-го класса чистоты (как при чистовом шлифовании).

     Точность  и качество калибрования зависят  от точности изготовления штампа и  отделки его калибрующих поверхностей. 

     

     Рис. 8. Схемы калибрования

     а — плоскостного, б — объемного 

     Чеканкой  образуется выпукло-вогнутый рельеф на поверхности детали за счет незначительного перемещения металла. Во многих случаях чеканка заменяет гравирование на металле. При чеканке заготовка сдавливается между двумя формующими частями штампа и получает на поверхности оттиск его рельефа. Для сохранения размеров и формы детали чеканка выполняется обычно в закрытых штампах без вытеснения металла из рабочей полости матрицы. Производится она на чеканочных прессах, обеспечивающих большое давление и точную настройку зазора между торцом пуансона и дном матрицы. 

 

      ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

     Холодновысадочный автомат служит для высадки головки изделия (промежуточной или окончательной формы) и оформления стержня (без резьбы). На обрезном прессе производится оформление многогранной головки обрезкой. Образование резьбы осуществляется на резьбонакатном автомате. При получении окончательной формы головки изделия на холодновысадочном автомате обрезной автомат в состав линии не включается.