Характеристика кузнечно - штамповочного производства и способов обработки металлов давлением

6.1 ОСОБЕННОСТИ КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА (КШП)
КШП предназначено для изготовления заготовок и деталей машиностроительного производства. Изготовление изделий в КШП производится в основном пластическим деформированием. Это приводит к уменьшению отходов при обработке резанием, улучшению механических свойств материала заготовок из черных и цветных металлов и их сплавов.
Оборудование для деформирования исходных заготовок более производительное, чем в литейном производстве.
Тип КШП зависит от программы изготовления поковок в год, массы, числа типов заготовок, закрепленных за оборудованием, таблица 6.1.
Таблица 6.1 – Признаки типов кузнечно-штамповочного производства

Основные технологические процессы КШП: ковка, штамповка, специальные способы. Изделия, изготовленные ковкой или объемной штамповкой, называют соответственно кованными или штампованными, а изделия листовой штамповки – деталями, так как они предаются в сборочные цехи без обработки резанием. В процессах КШП пластическая деформация может быть холодной, горячей и промежуточной, неполной холодной или неполной горячей. Получают изделия с упрочняющими или разупрочняющими эффектами.
Холодная пластическая деформация сопровождается явлением возврата (с полным упрочнением). Рекристаллизация отсутствует. Температура деформации Т < 0,3Тпл, где Тпл – абсолютная температура плавления деформируемого металла. Обеспечиваются высокие прочностные свойства изделия.
При неполной холодной пластической деформации рекристаллизация (процесс роста одних кристаллических зерен поликристалла за счет других) отсутствует. Появляется в металле полосчатая структура или текстура. Деформация осуществляется в интервале температур Т = (0,3…0,5) Тпл.
При горячей пластической деформации (с полным разупрочнением) рекристаллизация протекает полностью. Температура горячей пластической деформации Т = 0,7 Тпл.
Неполную горячую пластическую деформацию (неполное упрочнение) при температуре Т = (0,5…0,7) Тпл применяют редко, так как получают разупрочнение металла.
6.2 КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ И ИЗДЕЛИЙ КШП, ПРИМЕНЯЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Описанные виды пластической деформации справедливы для ковки на традиционном кузнечно-штамповочном оборудовании, рисунок 6.1.

6.3 ИСХОДНЫЕ ЗАГОТОВКИ В КШП И СПОСОБЫ ИХ РАЗДЕЛКИ
Исходными заготовками для изготовления поковок на молотах, прессах и другого вида оборудования являются: слитки, блюмы (стальные заготовки квадратного сечения, прокатанная на блюминге или полученная из жидкого металла непрерывным литьем), заготовки, полученные центробежным литьем и сварные, товарные заготовки, сортовые и фасонные профили общего, отраслевого и специального назначения, трубный прокат, гнутые, горячепрессованные периодические профили.
Цветной металл поступает в кузнечные цеха в виде слитков или катаных прутков.
При изготовлении деталей пластическому деформированию подвергают немногим более половины сортового проката. В остальных случаях детали получают обработкой резанием.
Способы разделки исходных заготовок для последующей ковки или штамповки делят на две группы: с отходами и без отходов, рисунок 6.2.

Рисунок 6.2 – Классификация способов разделки исходного металла на заготовки

Наиболее грубая резка – газовая. Точность ручной резки от ± 4 до ± 10 мм, машинной – от ± 1 до ± 2 мм. Максимальная толщина листового проката при резке до 200 мм и наружным диаметром до 200 мм. Наиболее точная резка на абразивно-отрезных, анодно-механических станках от ± 0,15 до ± 0,3 мм, а также лазерных от ± 0,001 до ± 0,05 мм. Для резки высокопрочных и твердых материалов используют электромеханическую и электроискровую резку. Точность и качество поверхности других способов резки дана в таблице 6.2.
Таблица 6.2 – Признаки типов кузнечно-штамповочного производства
h – глубина дефектного слоя

6.4 ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОЧНОСТИ И МЕТАЛЛОЕМКОСТИ В КШП
Класс точности поковки устанавливается в зависимости от техпроцесса и оборудования. Допускаются различные классы точности для разных размеров одной и той же поковки. Класс точности определяется по преобладающему числу размеров одного класса точности чертежа поковки и указывается в технических требованиях.
Характеристиками точности и металлоемкости в КШП являются: коэффициент использования металла (КИМ), коэффициент выхода годного (КВГ), коэффициент массовой точности (КМТ).
Из трех коэффициентов для оценки точности поковок и металлоемкости в КШП используется КИМ. Для его повышения требуется совместная работа технологов по обработке металлов давлением, термообработке и обработке резанием.
Установлено, что для цехов массового и крупносерийного производства величины упомянутых коэффициентов зависят от массы поковок. С увеличением массы поковки численные значения возрастают. Например, КИМ = 0,45…0,62; КВГ = 0,75…0,89; КМТ = 0,6…0,7 для поковок от 1 кг и свыше 40 кг.
Отходы: процент от общего расхода металла на раскрой 2,5…3,1; угар при индукционном нагреве 1…0,9; облой 21,5…8,5; стружка 30…25,5. КВГ в КШП возрастает с увеличением массы штампованных поковок в мелко- и среднесерийном производстве. При массе поковки до 0,25 кг от 0,5 до 0,85 при массе поковок свыше 63 до 160 кг.