Холодная объемная штамповка

ВВЕДЕНИЕ Холодная объемная штамповка (ХОШ) является одним из прогрессивных ресурсосберегающих методов изготовления изделий. Ее применение позволяет получать заготовки, максимально приближенные по форме и размерам к готовым деталям, способствует снижению трудоемкости производства за счет устранения или сведения к минимуму необходимости последующей доработки. Коэффициент использования металла в 2-3 раза выше по сравнению с обработкой резанием, а по сравнению с литьём и горячей штамповкой – на 30% и более. За счет упрочнения, происходящего при холодной пластической деформации, повышаются прочность и износостойкость металла заготовок, что позволяет использовать низкоуглеродистые стали взамен низколегированных и среднеуглеродистых. Вместе с тем применение процессов ХОШ ограничено из-за высоких нагрузок на рабочий инструмент (2000…2500 МПа), а также предельной пластичности штампуемого металла. Поэтому при создании технологии холодной объемной штамповки в зависимости от способа формоизменения требуется определять оптимальные условия, позволяющие получить изделия при меньших нагрузках и повышенном ресурсе пластичности металла. На величины нагрузок влияют такие факторы, как механические и структурные характеристики обрабатываемого металла, размеры заготовки, степень деформации, форма и размеры инструмента, а также условия трения. На трение влияют состояние поверхностей, химический состав материала заготовки и инструмента, условия подготовки материала под нанесение смазки, состав смазки, скорость деформирования. При разработке технологий ХОШ определяют оптимальные размеры инструмента, учитывают свойства обрабатываемых металлов и сплавов, скорость приложения внешней нагрузки и др. При выборе наиболее оптимального варианта технологии, конструкции инструмента, параметров оборудования целесообразно использовать классификации операций ХОШ. Перспективным направлением освоения процессов ХОШ в промышленности является применение способов штамповки по комбинированным схемам формоизменения. Комбинированные способы выдавливания, например, позволяют за минимальное количество операций получать детали высокого качества с меньшими на (30…50%) энергетическими затратами по сравнению с простыми схемами. 1 2 3 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОПЕРАЦИЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ХОЛОДНОЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ 1.1. Разделительные и формоизменяющие операции Перечень разделительных и формоизменяющих операций холодной объемной штамповки и примеры схем их выполнения в соответствии с ГОСТ 18970-84 приведены в табл. 1.1. Таблица 1.1 Операции холодной объемной штамповки (ГОСТ 18970-84) Название операции Отрезка – полное отделение части заготовки по незамкнутому контуру путем сдвига Схема Ломка – разделение заготовки на части путем разрушения изгибом Чеканка – образование на поверхности заготовки рельефных изображений за счет перераспределения металла Выдавливание – штамповка заготовки вытеснением металла исходной заготовки в полость и(или) отверстия ручья штампа 4 Редуцирование – уменьшение площади поперечного сечения заготовки при проталкивании ее через калибрующую мат-рицу силой, направленной вдоль оси заготовки Осадка (осадка давлением) – уменьшение высоты заготов-ки при увеличении площади ее поперечного сечения Высадка – осадка части заготовки 5 1.2. Комбинированная объемная штамповка Комбинированная объемная штамповка делится на последовательную, совмещенную и совмещенно-последовательную. Последовательная и совмещенно-последовательная штамповка выполняется в комбинированных штампах последовательного действия и на многопозиционных прессавтоматах. Примерами процессов последовательной и совмещеннопоследовательной штамповки в штампах могут служить осадка– выдавливание, выдавливание–пробивка, редуцирование–высадка; выдавливание–высадка и др. Большие возможности имеет последовательная и совмещеннопоследовательная штамповка на пресс-автоматах. При этом возможно создание процессов на основе объединения следующих штамповочных операций: отрезка–высадка, отрезка–редуцирование, отрезка–выдавливание– редуцирование, отрезка–выдавливание–редуцирование–высадка и др. К группе процессов объемной совмещенной штамповки, например, относятся осадка–выдавливание, выдавливание–высадка, высадка–прямое а б г в д е Рис. 1.1. Технологические схемы процессов комбинированной совмещенной штамповки: а – осадка–выдавливание; б – выдавливание–высадка; в – высадка–прямое выдавливание; г, д – продольно-поперечное выдавливание; е – редуцирование – высадка выдавливание, редуцирование–высадка, продольно-поперечное выдавливание (рис. 1.1). Перспективным процессом получения полых деталей сложной формы следует считать процесс продольно-поперечного выдавливания (рис. 1.1, г, д), обеспечивающий изготовление деталей большего диаметра, чем исходная прутковая заготовка. Процессы с применением редуцирования целесообразно использовать при изготовлении стержневых деталей, например сердечников. 6 Эффективность процесса можно повысить применением двустороннего редуцирования, а также сочетанием редуцирования с подсадкой и высадкой с образованием фасок. Редуцирование позволяет получать детали с припуском только на шлифование, а в некоторых случаях и без последующей обработки. 1.3. Комбинированная объемно-листовая штамповка Комбинированная штамповка этого класса также может выполняться в комбинированных штампах последовательного, совмещенного и совмещенно-последовательного действия. Характерные примеры процессов объемно-листовой штамповки процессы – вытяжка–выдавливание, вытяжка с утонением–редуцирование, вытяжка с подсадкой кромки (рис. 1.2). а б в г Рис. 1.2. Технологические схемы процессов объемно-листовой штамповки: а, б – вытяжка-выдавливание; в – вытяжка с утонением-редуцирование; г – вытяжка с подсадкой кромки; 1 – пуансон; 2 – заготовка; 3 – матрица; 4 – выталкиватель; 5 – подпор Особенностью этих процессов является возможность увеличения допустимых степеней деформации благодаря положительному влиянию дополнительных сжимающих напряжений, уменьшающих меридиональные растягивающие напряжения в «опасном» сечении заготовки. 1.4. Характеристика операций объемной штамповки Операции холодной объемной штамповки, кроме отрезки и ломки, можно отнести ко второй и третьей группам классификации процессов обработки металлов давлением (классификация Г.А. Смирнова-Аляева) (рис. 1.3). 7 Рис.1.3. Классификация процессов обработки металлов давлением (Г.А. Смирнов-Аляев) Для процессов второй группы характерна реализация положительного гидростатического давления во всем объеме, но оно имеет относительно небольшое влияние на технологические параметры. Пластичность металла, стойкость инструмента и коэффициент полезного действии процесса средние. Технологические возможности процесса могут быть ограничены как нарушением сплошности материала заготовки, так и прочностью материала пуансона. Третья группа процессов характеризуется большими положительными гидростатическими давлениями. В этих условиях материал деформируемой заготовки обладает высоким ресурсом пластичности. Для реализации этих процессов требуются существенные энергозатраты. Удельная сила деформирования достигает значительных величин, соизмеримых с прочностью материала инструмента, что ведет к снижению его стойкости. Процессы третьей группы характеризуются большими контактными поверхностями по сравнению со свободными. По этой причине энергозатраты на преодоление сил трения велики, следовательно, коэффициент полезного действии этих процессов мал. Технологические возможности процессов третьей группы ограничены, как правило, прочностью материала инструмента. Холодной объемной штамповкой изготавливают осесимметричные, стержневые и полые полуфабрикаты деталей и готовые детали из углеродистых и легированных сталей, цветных металлов и их сплавов диаметром до 100 мм, длиной до 2,5 диаметров и массой до 10 кг. Холодную объемную штамповку стали применять взамен обработки резанием, литья, специальных видов прокатки, горячей штамповки. 8 Экономическую целесообразность применения ХОШ обусловливают следующие ее преимущества: 1. Более высокие показатели прочности. Это достигается деформационным упрочнением, отсутствием надрезов волокна при обработке резанием (в том числе при удалении припусков после горячей обработки), направленностью волокна вдоль конфигурации детали. Переход на холодную объемную штамповку позволяет в ряде случаев использовать менее легированные нелегированные конструкционные сплавы. Заданный комплекс структуры и механических свойств достигается сочетанием наиболее рациональных режимов холодной деформации и термической обработки, улучшение механических свойств – заменой литья холодной объемной штамповкой. 2. Приближение формы, размеров, точности размеров и шероховатости поверхности к готовой детали. Коэффициент использования материала (КИМ) по сравнению с литьем и горячей обработкой увеличивается на 10...50%, а по сравнению с производством деталей сложной формы обработкой резанием – до 2...3 раз и более, составляя 0,85...0,95, а в ряде случаев 100%. Соответственно уменьшается энергоемкость процесса. Расход энергии при производстве деталей сложной формы с переходом от обработки резанием на ХОШ уменьшается в 1,8...2,2 раза. 3. Высокая точность размеров (отклонение от номинального размера (0,01...0,10) мм, низкая шероховатость поверхности Rа = (1,25...0,63) мкм и менее. 4. Значительное сокращение трудоемкости, особенно при производстве изделий с зубьями сложной формы, полостями многогранного сечения, отростками полыми внутри и сплошными, коническими поверхностями. При серийном производстве производительность увеличивается в 3...5 раз, а при крупносерийном и массовом производстве – до 10...15 раз, при штамповке на многопозиционных автоматах – в 15... 100 раз. 5. Обеспечение взаимозаменяемости деталей, что особенно необходимо при серийном и массовом производстве изделий. 6. Создание условий для резкого повышения уровня безопасности и комфортности труда, а также дизайна. Совместная задача конструктора и технолога в области ХОШ на стадии проектирования конструкции машины и технологии производства деталей – выбрать наиболее оптимальный вариант, обеспечивающий заданное качество деталей при наивысшем снижении технологической себестоимости. 9 1.5. Этапы проектирования технологических процессов холодной объемной штамповки Технико-экономическая эффективность и успешное освоение процессов производства деталей, основанных на применении холодной объемной штамповки, определяются правильностью проектирования процесса. Технологический процесс проектируют поэтапно. 1. Анализ чертежа детали, ее назначения, материала, показателей точности шероховатости, наличие покрытий. 2. Разработка чертежа штампованной заготовки. 3. Расчет объема заготовки по чертежу заготовки, выбор формы и размеров исходного материала (пруток, лист и т. д.) по сортаменту, выпускаемому промышленностью. 4. Определение технологических операций подготовки материала (травление, обдирка, правка, термическая обработка и т. п.). 5. Выбор способа разделения исходного металла на заготовки (отрезка в штампе на прессе или ножницах, резка на пилах и т. д.). 6. Выбор технологии подготовки заготовки к выдавливанию (калибровка, образование фасок, термическая обработка, подготовка поверхности и т. д.), составление технических условий на заготовку. 7. Разработка технологического процесса формоизменения с определением числа операций, целесообразности их совмещения или последовательного проведения. 8. Определение степени деформации на формоизменяющих операциях. 9. Расчет размеров полуфабрикатов по операциям. 10. Расчет исполнительных размеров рабочего инструмента. 11. Расчет силовых параметров. При разработке технологических процессов штамповки деталей сложной формы рассматривают целесообразность применения совмещенного и других комбинированных процессов (высадки и редуцирования и др.), анализируют возможные варианты кинематики движения инструмента и течения металла и регулирования напряженного состояния в очаге деформации с целью улучшить качество детали и повысить пластичность металла. При штамповке на прессах необходимо стремиться к уменьшению числа переходов, снижению нагрузок на инструмент путем оптимизации кинематики движения инструмента и течения металла, а также напряженного состояния в очаге деформации, отсутствию промежуточных операций. На основании результатов разработки процессов формоизменения уточняются: 10 а) профиль, сортамент, способ получения заготовки и необходимость ее калибровки (прокатки, прессования, волочения), состояние (горячекатаное, холоднотянутое, отожженное и т. д.), показатели качества (механические свойства; наличие поверхностных дефектов в виде накладов, плен, волосовин и пр.) исходного материала; б) способ разделения исходного материала на заготовки; в) необходимость и режимы проведения предварительной, промежуточной и окончательной термической обработки, калибровки заготовок, очистки поверхности и ее подготовки к деформированию, а также других вспомогательных операций; г) технические условия на исходную заготовку (размеры и их допуски, механические свойства, наличие фасок, калибровка торцов и т.п.). 7. Выбор конструкции и расчет размеров рабочих деталей инструмента для штамповки (пуансонов, матриц, оправок); особое внимание уделяется форме, точности размеров, шероховатости поверхности деформирующих частей рабочих деталей; разработка технического задания на проектирование штампа. 8. Разработка технологических требований к оборудованию для формоизменения (сила и график нагрузки, величина хода, наличие и сила выталкивателей, длина и конструкция направляющих и т.д.), а также для проведения предварительных, промежуточных и доделочных операций; выбор необходимого оборудования согласно типажу, выпускаемому промышленностью; разработка технического задания на средства механизации, автоматизации процессов и охраны труда при штамповке и других операциях, а также мероприятий по охране окружающей среды. При организации новых специализированных участков и цехов для ХОШ, особенно для производства деталей с большими размерами (диаметр 50…100 мм и более и массой 1…3 кг и более), необходимо создавать технологические комплексы, а при крупносерийном и массовом производстве – автоматы и автоматические линии, удовлетворяющие современным требованиям технологии, механизации и автоматизации, охраны труда и охраны окружающей среды, а не выбирать их по каталогам ранее созданных видов оборудования. 9. Расчет технико-экономической эффективности перехода от существующего процесса производства детали к ХОШ. 11 3. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ЗАГОТОВОК И ДЕТАЛЕЙ Важный критерий экономической эффективности производства – технологичность конструкции детали, определяющая сложность и трудоемкость формоизменения при штамповке. Основные показатели технологичности конструкции детали: форма и размер, штампуемость металла. Заданная форма заготовки или детали влияет на выбор маршрута формоизменения и его трудоемкость, на кинематику движения инструмента и металла, а соответственно, на величину и распределение напряжений и деформаций, на конструкцию и работоспособность штампа. При одной и той же форме детали технологические приемы, последовательность операций и конструктивное оформление инструмента могут различаться ввиду того, что, кроме влияния формы, необходимо комплексно учитывать влияние абсолютных размеров, их соотношения, физической природы материала детали. Размеры деформируемой заготовки в некоторых случаях существенно влияют на пластичность, сопротивление деформации, качество получаемого полуфабриката. С увеличением диаметра сечения исходной заготовки неравномерность распределения по сечению и число видов повреждений структуры возрастают, а качество поверхности и поверхностного слоя ухудшается. Пластичность металла уменьшается, а возможность появления дефектов на готовой детали увеличивается. С уменьшением диаметра отношение площадей поверхности заготовки и поверхности контакта с инструментом к объему увеличивается. Возрастает влияние контактного трения и поверхностного упрочнения. Вследствие этого пластичность и, особенно, сопротивление деформированию, начиная с некоторого критического объема, поперечного размера для сплошной заготовки, толщины стенки для полой заготовки, увеличиваются. Абсолютные размеры штампуемой детали накладывают определенные ограничения на конструирование инструмента, параметры оборудования и производство в целом. При малом диаметре детали трудно обеспечить прочность и надежность конструкций пуансонов, оправок, выталкивателей, особенно при наличии полости, тем более что работают они в условиях повышенных сопротивлений деформированию. При больших поперечных размерах деталей для обеспечения необходимых прочности и жесткости матриц и других узлов и деталей штампа требуется металлоемкая громоздкая конструкция, что может заметно снизить эффективность применения процесса. 12 С увеличением абсолютных размеров штампуемых деталей уменьшается жесткость инструмента (при той же конструкции), резко увеличиваются деформации поперечного и продольного изгиба, снижаются однородность структуры и абсолютные величины характеристики механических свойств штампованных сталей и материалов. При штамповке более крупных деталей необходимо корректировать существующие и создавать новые конструкции инструмента. Конструкции деталей по технологичности можно разделить на две группы: нетехнологичные, спроектированные без учета требований технологии их изготовления холодной объемной штамповкой, и технологичные, при проектировании которых эти требования учтены. Наибольшие трудности возникают при разработке технологии штамповки и чертежа штампованной заготовки для конструкций деталей первой группы, спроектированных применительно к технологии обработки резанием. Для деталей первой группы выбирают материал менее пластичный и более прочный, чем необходимый для холодной объемной штамповки, но хорошо обрабатываемый резанием. Детали, получаемые штамповкой, не имеют перерезанных волокон, волокна направлены вдоль контура детали. Материал упрочнен по сравнению с исходным на 80...150%. Поэтому исходный материал для детали, изготавливаемой холодной объемной штамповкой, менее прочен, но более пластичен, чем материал детали, получаемой обработкой резанием. Холодная штамповка позволяет получать заготовки сложной формы с помощью формоизменяющих операций. На рис. 3.1 представлены полые ступенчатые детали разной формы: с одним уступом, с дном и без дна, многоступенчатые, с перемычкой внутри полости, с фланцами и т.д. Величина уступов и сложность их формы ограничиваются определенными условиями деформации металла в холодном состоянии, т.е. зависят от пластичности металла, допустимой формы (по стойкости) рабочей части инструмента и другими условиями. Минимальная величина а' = (d1 – d2)/2 = 0,03...0,05 мм (рис. 3.1, а) при центрировании пуансона относительно матрицы с необходимой точностью. 13 Рис. 3.1. Контуры полых ступенчатых деталей При а' < 3 мм минимальные радиусы переходов r1, r2, r3 (рис. 3.1, а) равны 0,3 мм при последовательной штамповке полостей разными пуансонами и не менее 1 мм при штамповке одним пуансоном. При а' > 3 мм необходим уклон при минимальном радиусе r = 1,5 мм (рис. 3.1, б и в) или сопряжение по дуге R = 0,5 мм (рис. 3.1, г). На наружной и внутренней поверхностях как пустотелых, так и стержневых деталей могут быть выдавлены канавки, шпонки, зубья и т.д. Фланцы пустотелых деталей (рис. 3.1, д) штампуют исходя из D/d ≤ 1,3 и m2 > 1 мм. Могут быть получены круглая, шестигранная и прямоугольная выемки с размерами d1; S1; a1×b1 при толщине т1 ≥ 2 мм. Сопряжение с фланцем цилиндрической или прямоугольной части поверхности А должно иметь r > 1 мм. Конструктивное оформление фланца показано на рис. 3.1, е и ж. Величины h1 > 3 мм; α = 15...17,5°. Желательно, чтобы стенки конусной полости (рис. 3.1,з) были одинаковой толщины по всей длине образующей. Минимальный радиус на вершине конуса – 1,5 мм. Конструктивное оформление конусного стакана определяется тем, что его стенки получаются прямым выдавливанием в суживающийся зазор. Форма дна и сопряжение его со стенкой показаны на рис. 3.2. При плоском дне (рис. 3.2, а) минимальный радиус сопряжения дна и стенки 14 прямо зависит от диаметра внутренней полости, меньшей стороны прямоугольника и т.д.; при d ≤ 10 мм r = 1 мм; при d ≤ 20 мм r = 2 мм; при d ≤ 30 мм r =2,5 мм; при d ≤ 60 мм r = 3 мм. С учетом кинематики течения металла и условий работы пуансона дно полости рекомендуют оформлять так, как показано на рис. 3.2, б. Угол наклона α = 3...27° (оптимальный по нагрузке пуансон с α = 27°). Отношение d/d1 = 0,5. Минимальные радиусы переходов 1,5 мм. Дно детали может быть сферическим, коническим и клиновидным (рис. 3.2, в – е). Наличие сферы улучшает условия течения, но уменьшает устойчивость пуансона при выдавливании. На внутренней поверхности может быть получен стержень (рис. 3.2, ж) с размерами d1 ≥ 1,5 мм, h ≤ d, r1 ≤ 1,0 мм. Заготовка может быть оформлена с наружным дном окончательно без дальнейшей обработки резанием, его форма может быть разной (рис. 3.2, з – л). Углубление (круглое, прямоугольное, многогранное и т.п.) может быть в выступающей части дна. Если высота углубления до 2 мм, то по всей высоте его делают со стенками без уклона; при высоте более 2 мм стенки углубления желательно делать с внутренним уклоном до 1°30ˊ; при h1 ≤ 1,0 мм r ≥ 0,5 мм; при h1 ≥ 1мм r ≥ 1 мм; при r0 ≥ 1 мм, r1 до 0,3 мм. Углубление может быть и без уклона, тогда съем детали с нижнего пуансона осуществляют специальным трубчатым съемником. Наименьший диаметр наружного стержня (рис. 3.2, м) определяется из условий деформируемости. а) б) в) 15 г) ж) к) д) е) з) и) л) м) Рис. 3.2. Контуры полых деталей (форма дна и сопряжение дна со стенками стакана): а – плоская поверхность; б – дно с углом α и плоской площадкой d1; в, г, д – сферическое дно; е – коническое дно; ж – дно с центральным стержнем; з – углубление на наружной поверхности дна; и – дно с выступом на наружной части; к – углубление высотой менее 2 мм в выступе дна; л – углубление высотой более 2 мм в выступе дна; м – дно со стержнем на наружной поверхности; t – толщина стенки, т – толщина дна 16 Шлицы, канавки, пазы на наружной поверхности могут быть разной формы (рис. 3.3). При h ≤ 2,5 мм, r ≥ 0,5 мм и r1 ≥ 0,3 мм; при h > 2,5 мм, r ≥ 1 мм и r1 ≥ 0,3 мм (рис. 3.3, а). Поверхность Б может быть во всех случаях вогнутой. Если радиус ее кривизны R > 0,5 С, то r1 ≥ 0,5 мм (рис. 3.3, б). Допускается выпуклость поверхности Б с R > 0,5 С, при этом r2 ≥ 1 мм (рис. 3.3, в). Боковые стенки могут также иметь кривизну (рис. 3.3, г). Наружные выступы (рис. 3.3, д) могут иметь профиль конического и цилиндрического зубчатого колеса с элементами поверхностей А и Б, радиусами переходов аналогично канавкам и шлицам (см. рис. 3.3, а – в). Конструкции элементов выступов, расположенных в отверстии, делают с аналогичными соотношениями размеров. а) б) г) в) д) Рис. 3.3. Контуры деталей с канавками, шлицами и зубьями: а – прямоугольная канавка; б – вогнутая впадина; в – выпуклая впадина, г – вогнутые боковые стенки, д – выпуклые боковые стенки Стержневые детали штампуют холодным выдавливанием по всему контуру (рис. 3.4), кроме отдельных элементов кольцевых зарезьбовых канавок и отверстий, оси которых расположены перпендикулярно или под углом к оси детали, отверстий, расположенных вдоль оси детали, но имеющих диаметр менее 5 мм и большую глубину. Если деталь не имеет этих элементов, то 17 чертеж заготовки обычно оказывается почти подобным чертежу детали. Места переходов (уступов) необходимо делать плавным сопряжением: минимальный радиус на выступающей кромке r > 1,5 мм, во впадине внутренний радиус r1 = 1 мм. Минимальная величина уступа а = (D1-D2)/2 = 0,3...0,6 мм. Наибольшая величина ограничена суммарной степенью деформации, которая зависит от штампуемости материала. При а >3 мм в целях улучшения условий течения металла необходим уклон, соответствующий профилю матрицы с α = Рис. 3.4. Контуры сплошных 127...165° при минимальном радиусе 1,5 мм. ступенчатых деталей, полученных прямым Торцовая поверхность Б не задается, а определяется выдавливанием условиями течения. Верхний торец заготовки может быть отштампован точно и иметь на кромке скругление или фаску с минимальными размерами 1,5 мм. В стержневых деталях могут быть изготовлены канавки, зубья, выступы и т.д. На точность размеров штампованных заготовок влияют следующие факторы: 1) точность изготовления рабочих частей инструмента; упругие, упругопластические и температурные деформации и износ; точность изготовления инструмента, задаваемая в соответствии с уровнем инструментального производства; упругие и температурные деформации, которые при непрерывном процессе являются стабильными, могут быть определены предварительным расчетом и уточнены экспериментально; упругопластические деформации инструмента, устраняющиеся доводкой (юстировкой) после некоторого периода работы; точность диаметральных размеров и ее изменения, определяемые главным образом заданным допуском на износ инструмента; 2) упругие, упругопластические и температурные деформации заготовки после прекращения нагружения, зависящие от физической природы металла и его состояния, условий деформирования (величины и скорости деформации), неравномерности деформаций; неравномерность деформаций зависит от принятого маршрута формоизменения, формы и соотношения размеров штампованной заготовки, кинематики движения инструмента, конструкции штампа (отклонений от соосности деформирующих частей и ее сохранения в процессе штамповки), формы и размеров деформирующих инструментов (углов наклона матричной воронки и скоса торца пуансона, длины калибрующих поясков и т.п.); 18 3) степень заполнения полости штампа по мере выдавливания и в конечный момент штамповки, соответствие профиля поверхности заготовки профилю, задаваемому инструментом. Шероховатость поверхности штампованных заготовок определяется: шероховатостью поверхности рабочих частей инструмента, их размерами и профилем, физической природой металла и его состоянием, качеством поверхности и поверхностного слоя заготовки, физической природой трения при деформации. Наибольшее влияние на качество поверхности штампованных заготовок оказывают склонность к адгезии деформируемого металла и материала инструмента, конструкция и качество поверхности рабочих частей инструмента, способ и качество подготовки поверхности заготовки под штамповку. Параметр шероховатости поверхностей штампованных заготовок приведен в табл. 3.1. Таблица 3.1 Параметр шероховатости Rа поверхностей штампованных заготовок после холодной объемной штамповки Наименование операции Осадка, высадка Прямое выдавливание сплошного стержня Редуцирование сплошного стержня Прямое выдавливание полого стержня Обратное выдавливание полости Марка материала Д1 Сталь 10 Д1 ЛЦ37 Сталь 10 Д1 ЛЦ37 Сталь 10 Д1 ЛЦ37 Сталь 10 Поверхность Rа, мкм Боковая свободная Св. 2,5 Боковая выдавленная 0,25...1,25 0,63...0,25 1,5...1,0 Боковая выдавленная Внутренняя боковая Д1 Сталь 10 Д1 Сталь 10 Д1 Сталь 10 Д1 Сталь 10 Наружная боковая Внутренняя боковая Дно снаружи Дно внутри 19 0Д6...0,08 0,25...0,125 0,63...0,32 0,63...0,32 1,25...0,63 2,5...1,5 2,5...1,5 2,5...1,5 0,16...0,08 1,00...0,5 2,5...1,25 Св. 2,5 0,63...0,25 0,63...0,32 При изготовлении большей части деталей, получаемых с применением ХОШ, требуются дополнительные отделочные операции: обработка резанием (сверление, токарная обработка, фрезерование, шлифование и др.), обработка давлением (накатка, обкатка и др.), термическая и обработка (закалка, отпуск, отжиг, цементация, азотирование и др.) и т.д. Наилучшим по уровню технологичности является решение, при котором ХОШ обеспечивает законченность формы детали, поскольку отделочные операции, особенно со снятием стружки, могут значительно снизить эффективность перехода на холодную объемную штамповку. Если отделочных операций избежать нельзя, то при конструировании штампованной заготовки особое внимание должно быть уделено ее технологичности при дальнейшей обработке. 20