Безоблойная штамповка — горячее деформирование металлических заготовок в закрытых штампах без потерь металла на образование облоя (заусенцев). Безоблойная штамповка применяется для получения точных поковок, имеющих форму тел вращения, а также для заготовок под штампование деталей сложной формы (крестовин, фитингов и др.). Безоблойная штамповка осуществляется на молотах, прессах (винтовых, кривошипных) и горизонтально-ковочных машинах.
Безоблойная штамповка
При безоблойной штамповке на молотах для более удобного извлечения поковки из штампа выступающую часть ручья располагают в нижней половине штампа, а глубокую полость — в верхней. Центрирующим замком штампа служит боковая поверхность выступающей части нижнего штампа в сочетании с боковой поверхностью выточки верхней части штампа.
Молотовой штамп для безоблойной штамповки
1 — нижняя часть; 2 — верхняя часть
Способ безоблойной штамповки является экономичным и прогрессивным. Он позволяет получить точную поковку с минимальной последующей обработкой резанием. При безоблойной штамповке окончательный штамповочный ручей представляет собой замкнутую полость и поэтому объем исходной заготовки должен отличаться от объема готовой поковки лишь на величину угара металла. Уменьшение коэффициента расхода металла является основным преимуществом данного техпроцесса. Также при безоблойной штамповке достигается повышение механических свойств поковки, происходящее благодаря отсутствию перерезанных волокон (нет обрезки облоя) и лучшему расположению волокон относительно возникающих при работе деталей рабочих усилий. Отмечается повышение механических свойств поковки из-за наличия наиболее благоприятной для деформирования металла схемы напряженного состояния.
Однако, несмотря на большую эффективность, способ безоблойной штамповки долгое время не мог быть внедрен в широкое промышленное применение. Это объяснялось недостаточным техническим уровнем штамповочного производства, отсутствием специализированного оборудования, отсутствием как эмпирических, так и теоретически обоснованных формул для расчета температурных и силовых режимов безоблойной штамповки по переходам и т.п. Так, например, попытки продолжить процесс штамповки в случае наличия в заготовке избытка металла приводили к поломке инструмента или к выходу из строя отдельных узлов и механизмов штамповочного оборудования. В то же время получение заготовок равных объемов с поковкой считалось наиболее трудным и практически не осуществимым. Не удавалось эффективно решать вопросы, связанные с необходимостью безокислительного нагрева заготовок, с достижением точного центрирования заготовки при установке в штамповом ручье.
Для безоблойной штамповки поковок с глубокими внутренними полостями применяются штампы с выталкивателями.
При безоблойной штамповке создаётся напряжённое состояние, близкое к неравномерному всестороннему сжатию, благодаря чему металл деформируется при относительно невысоких растягивающих напряжениях, что важно для малопластичных материалов, например жаропрочных сплавов.
Преимущества безоблойной штамповки в закрытых штампах:
- экономия металла на 10—50% за счет исключения облоя и повышения точности формы и размера заготовок;
- уменьшение технологического усилия на 20—40% за счет исключения облоя;
- повышение производительности штамповки на 20—50%;
- уменьшение затрат на нагрев;
- сокращение трудоемкости последующей механической обработки заготовок на 10—40% за счет повышения точности их формы и размеров (что наиболее важно в настоящее время);
- увеличение прочности и надежности изделий, улучшение внешнего вида.