К завершающим операциям производства поковок относятся: обрезка заусенца. Прошивка и пробивка отверстий, термообработка.
Обрезку заусенца и прошивку перемычек производим на кривошипных обрезных прессах в обрезных и прошивных штампах, рабочими элементами служат неподвижная матрица и подвижный пуансон. Схема процессов приведена на рисунке 10.
При обрезке поковку укладывают в матрицу на заусенец. Затем пуансон проталкивает поковку сквозь матрицу.
При прошивке поковка упирается в матрицу,а прошивной пуансон прорезает перемычку и проталкивает ее сквозь матрицу.
При пробивке в образовании отверстия участвую одновременно и пуансон и матрица. Пробивка необходима тогда, когда поковка не имеет полости со стороны матрицы.
Обрезные работы.
Горячие работы выполняются сразу после горячей штамповки с использованием нагрева.
Однако, выполнение горячей обрезки вызывается:
· Недостаточной пластичность материал;
· Примением пресса с меньшим усилием;
· Выполнением операций с одного нагрева.
Холодную обрезку и прошивку рекомендуется выполнять отдельно.
Горячую обрезку и прошивку проводят в простых и последовательных штампах. Применение совмещенных штампов рационально в крупносерийном и массовом производстве.
Оборудование
Для холодных обрезных работ применяются кривошипные прессы общего назначения, усилием 0,25-2 Мн. Для горячих, кривошипные прессы усилием 1.6-16 Мн. Наиболее крупные поковки обрезают на гидравлических прессах.
Термическая обработка поковок.
Поковки поступают на термообработку сразу после обрезки. Цели термообработки:
· снятие остаточных напряжений;
· улучшение обрабатываемости материала;
· подготовка структуры металла к окончательной термообработке.
Основные способы термообработки
· отжиг;
· нормализация;
· нормализация с отпуском;
· улучшение.
Остальные способы широко применяются при производстве кованых и штампованых поковок.
Поковки из алюминиевых сплавов подвергаются закалке и последующему старению. Из магниевых сплавов- отжигу, закалке и старению. Из титановых сплавов -отжигу или гомогенизации.
При разработке техпроцесса термообработки учитывают ее назначение, марку материала, структуру материала, габариты и толщину.
Операции термообработки
1. Отжиг поковок. В процессе отжига достигается перекресталлизация, для получения равновесного состояния и улучшения пластичности и вязкости, снимаются остаточные напряжения. Измельчается зерно.
2. Нормализация поковок. Применяется в случае использования мало и среднеуглеродистых сталей С<0,4. Стали с большим содержанием углерода не получают тех же свойств . что и при отжиге.
3. Высокий отпуск. Иногда называют низким отжигом. (t=650-680 C) Применяют для снижения твердости высоколегированных сталей.
Отделочные операции обработки поковок
Правка поковок
Правка используется в том случае. Когда неравномерность припуска не укладывается в пределы допуска.
Правка заключается в гибе на малый угол изгиба или или скручивании на малый угол скручивания. ( гибка и скручивание могут совмещаться).
Правкой устраняют искривления поковок. Полученных при следующих обстоятельствах:
· При штамповке вследствие застревания и последующего принудительного извлечения поковок из ручья.
· При обрезке, вследствие неудовлетворительной подгонки штампов.
· При термической обработке. В результате коробления.
· После дополнительной технологической операции, вследствие упруго-пластического восстановления формы.
· При быстром остывании заусенца у изогнутых поковок.
Величину искривления устанавливают на разметочной плите с помощью специального контрольного приспособления.
Искривление допустимо, если искажение формы не превышает допусков на размер.
Методы правки
Известны четыре основных способа правки поковок:
· Холодная в правочных штампах на штамповочном оборудовании;
· Холодная на правильных прессах;
· Горячая в правочных штампах;
· Горячая в окончательном ручье основного штампа.
Искривлению подвержены поковки значительной длины, с тонкими ребрами.
В зависимости от причин коробления, поковки можно править в горячем состоянии после обрезки заусенца. В холодном состоянии , после термообра-ботки.
Горячую правку осуществляют после обрезки заусенцев и удаления перемычки.
Правку осуществляют: в окончательном ручье основного штампа, на обрезном прессе, можно править на дополнительном правочном оборудовании (молот, пресс).
Холодную правку применяют для поковок, получающих искривления при термообработке ( используют фрикционные молоты).
Правочный ручей
Составляется по чертежу поковки со следующими отступленями в сечениях ручья.
Зазоры принимают равными половине верхнего отклонения от размеров a,d с учетом усадки. По вертикальным размерам зазоров нет. В правочных штампах предусматривается зазор 0,5-1.0 мм.
Правочные штампы
Обычно одноручьевые, в двухручьевых. Ручьи располагают так. Чтобы оба ручья можно использовать одновременнно.
При конструировании нерабочих элементов правочных штампов руководствуются правилами конструирования штампов для этого оборудования.
Штампы для горячей правки изготавливают из этой же стали, но с меньшей твердостью. Штампы для холодной правки, должны иметь твердость НВ 388-444. Стойкость правочных штампов (на молотах) колеблется в пределах 30000-80000. На фрикционнных прессах 200000-450000 шт.
Очистка от окалины.
Существенным недостатком нагрева пламенных печах является обезуглероживание поверхностного слоя и высокий поверхностный угар. Окалина при этом нежелательна, так как портит штампы и режущий инструмент и следовательно должна быть удалена с поверхности заготовки. Обезуглероженный слой не поддается закалке и термообработке и следовательно подлежит удалению с поверхности заготовки. Образование окалины начинается при температуре t = 700 оC и выше.
С увеличением сечения заготовки относительные потери металла на угар снижаются, так как время необходимое на н нагрев увеличивается медленнее чем отношение поверхности к объему заготовки.
Очистка от окалины
При ковке и штамповке на молотах сравнительно легко сдирается и сбивается . на гидравлических прессах используются обычно металлические щетки и скребки. При штамповке на ГКМ используют фигурные скребки. В случае, когда удаление окалины затруднительно применяют гидроочистку. Установки представляют сбой транспортеры, где горячие поковки попадают под струю воды давлением 10-20 МН/м2.
Для предохранения металла от окалины и обезуглероживания поверхностного слоя металл нагревают в вакуумных печах или в печах с загазованными атмосферами ( азот, фреон, гелий). Продолжительность нагрева при этом выше чем в пламенных печах. Однако в этом случае в электропечах нагревают заготовки небольшого сечения. При индукционном нагреве обезуглероживания практически не происходит.
Существуют три основных вида очистки:
· Дробью;
· Травлением;
· В барабанах;
Для стальных поковок основным видом очистки является очистка в дробеметных барабанах с механической загрузкой и выгрузкой.
Поковки массой до 50 кг можно очищать от окалины в галтовочных барабанах. При вращении барабанов окалины сбивается при ударах. Существует опасность искривления поковок.
Травление стальных поковок
Для травления стальных поковок можно использовать растворы серной и соляной кислот. А также их смеси с добавлением азотной кислоты. При t=30 C
При этом травлением происходит наиболее интенсивно. Происходит процесс растворения окалины и травления основного металла под слоем окалины. Преимущество травления перед очисткой дробью выявлении поверхностных дефектов. После травления поковки промывают раствором с добавлением щелочи.
Калибровка поковок
Калибровку осуществляют небольшими обжатиями поковки. Калибровка обеспечивает получение точной поковки с чистой поверхностью. Калибровка бывает холодной и горячей, плоскостной. Криволинейной и объемной.
Калибровка может быть с образованием заусенца и без него. Операция с целью получения рельефной фигуры называется чеканкой рельефа.
Горячая калибровка- выполняется на штамповочных молотах и фрикционных прессах, выполняется после штамповки и горячей обрезки заусенца с использованием нагрева на образование 2-ого заусенца. Который обрезается нахолодно.
Холодная калибровка- выполняется на холодноштамповочных кривошипно-коленных прессах.