- •Введение
- •1. Строение и свойства материалов
- •1.1. Классификация материалов
- •1.2. Кристаллическое строение материалов
- •1.3. Кристаллизация металлов
- •1.4. Деформация и разрушение металлов
- •1.5. Свойства материалов и методы их испытаний
- •2. Основы теории двойных сплавов
- •2.1. Строение сплавов
- •2.2. Диаграммы состояния двойных сплавов
- •2.3. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов
- •2.4. Углеродистые стали
- •2.5. Чугуны
- •3. Основы термической обработки сталей
- •3.1. Механизмы основных превращений
- •5. Особенности мартенситного превращения.
- •3.2. Отжиг стали
- •3.3. Закалка и отпуск
- •4. Поверхностное упрочнение деталей
- •4.1. Упрочнение методом пластической деформации
- •4.2. Упрочнение методом поверхностной закалки
- •4.3. Химико-термическая обработка
- •5. Легированные стали
- •5.1. Маркировка легированных сталей
- •5.2. Классификация легированных сталей
- •6. Цветные металлы и сплавы
- •6.1. Титан и его сплавы
- •6.2 Алюминий и его сплавы
- •6.3. Магний и его сплавы
- •6.4. Медь и ее сплавы
- •6.5. Другие цветные металлы и сплавы
- •7. Неметаллические и композиционные материалы
- •7.1. Полимеры
- •7.2. Пластмассы
- •7.3. Композиционные материалы
- •7.3. Керамические материалы
- •8. Металлургическое производство
- •8.1. Основные сведения о производстве чугуна
- •8.2. Производство стали
- •8.3. Разливка стали
- •9. Литейное производство
- •9.1. Литейные свойства сплавов
- •9.2. Литье в песчано-глинистые формы
- •9.3. Плавильные печи
- •9.4. Специальные способы литья
- •9.5. Сплавы для изготовления отливок
- •10. Обработка металлов давлением
- •10.1. Прокатка
- •10.2. Волочение и прессование
- •10.3. Ковка
- •10.4. Штамповка
- •11. Обработка металлов резанием
- •11.1. Основы резания металлов
- •11.2. Обработка на токарных станках
- •11.3. Обработка на сверлильных станках
- •11.4. Обработка на фрезерных станках
- •11.5. Обработка на строгальных и долбежных станках
- •11.6. Обработка на шлифовальных и отделочных станках
- •11.7. Точность и качество поверхности при обработке
- •12. Сварка, резка и пайка
- •12.1. Сварка металлов плавлением
- •12.2. Сварка металлов давлением
- •12.3. Термическая резка и пайка металлов
- •Области применения способов термической резки
- •13. Электрофизические и электрохимические способы обработки материалов
- •13.1. Электрофизические способы
- •13.2. Электрохимические способы
- •14. Основы рационального выбора материалов
- •14.1. Выбор материала
- •14.2. Основные направления экономии материалов
- •Литература
- •Оглавление
- •Евгений Петрович Чинков
- •Андрей Геннадьевич Багинский
- •Материаловедение и технология
- •Конструкционных материалов
- •Подписано к печати.
10.4. Штамповка
Штамповка – способ изготовления сложных изделий давлением за один рабочий ход специального инструмента – штампа. Различают объемную и листовую штамповку, которую проводят в горячем и холодном состоянии. При объемной штамповке металл заготовки простой формы, деформируется и заполняет всю полость штампа. При листовой штамповке толщина полученных деталей незначительно отличается от исходной толщины листа (заготовки). Объемная штамповка чаще бывает горячей, листовая – холодной. Горячую листовую штамповку применяют при обработке давлением металлов, которые не обладают достаточной пластичностью в холодном состоянии, толстых (свыше 20 мм) листов из низкоуглеродистых сталей.
Горячая штамповка. Горячей объемной штамповкой в специальных штампах из заготовок получают штампованные поковки. Штамп – металлическая форма, внутренняя поверхность которой соответствует будущей детали, состоит обычно из двух частей, в которых имеются полости – ручьи. Одна часть штампа закрепляется на шаботе молота или плите пресса, другая – в подвижной их части.
При штамповке в открытых штампах (см. рис. 10.7,а) между частями штампа имеется зазор высотой h, в который вытекает избыток металла – облой (заусенец). Облой закрывает выход из полости штампа и заставляет металл заполнять всю форму.
При штамповке в закрытых штампах (рис. 10.7,б) зазор очень мал, облоя нет. Расход металла меньше, лучше структура металла, но масса заготовки должна отмеряться очень точно.
Р азличают штамповку в одноручьевых и многоручьевых штампах. Одноручьевые штампы имеют одну полость. В них штампуют изделия простой конфигурации. В многоручьевом штампе деформация происходит сначала в заготовительных (черновых) ручьях, в которых выполняются операции вытяжки или гибки, затем – в штамповочных (предварительных и окончательных) ручьях. Штампы изготавливают из легированного чугуна (для листовой штамповки) и специальных штамповых сталей, обладающих высокой твердостью, вязкостью, жаропрочностью. Оборудование для горячей штамповки – паровоздушные штамповочные молоты, гидравлические прессы. Завершающие и отделочные операции: калибровка, термообработка, очистка, правка и чеканка.
Холодная штамповка имеет высокую производительность, низкую себестоимость, дает возможность получения простых и сложных деталей с высокой степенью точности и взаимозаменяемости. Холодное выдавливание – формирование сплошного или полого изделия за счет пластического течения металла из полости штампа через отверстие. Оно имеет много общего с прессованием и бывает прямое, обратное, комбинированное в зависимости от того через какое отверстие выдавливается металл. Холодная высадка – осадка части заготовки. Этим способом производят крепежные изделия. Холодная объемная штамповка производится аналогично горячей, но только в открытых штампах.
Разделительные операции холодной листовой штамповки. Отрезка – отделение части листа в штампах или на машинных ножницах. Вырубка, пробивка – отделение части листа по замкнутому контуру. В первом случае отделяемая внутренняя часть – деталь, во втором – отход.
Формообразующие операции. Правка – необходима для устранения неровностей и искривлений плоских деталей после вырубки, пробивки.
Вытяжка – получение пустотелых, открытых с одной стороны деталей из плоской заготовки. Гибка – изменение кривизны заготовки. Отбортовка – получение горловины или бортов вокруг предварительно пробитых отверстий. Обжим – операция, при которой уменьшается диаметр концевой части полой заготовки. Вальцовка (рельефная формовка) – получение из листа заготовок труб, гофрированной (волнистой) поверхности, например, накатывание резьбы на цоколях электроламп.
Штамповка взрывом. Установленная на матрице листовая заготовка опускается в воду, затем в воде, над поверхностью заготовки производится взрыв. Под действием давления жидкости заготовка деформируется и принимает форму матрицы. Электрогидравлическая штамповка подобна штамповке взрывом, только ударная волна возникает при пропускании электрического разряда через жидкость.
Специализированные процессы обработки давлением. К таким процессам относятся: обкатывание, раскатывание и калибрование отверстий, накатывание рифлений, зубьев, резьбы и т. д. Обкатыванием и раскатыванием можно проводить упрочнение плоских, конических и цилиндрических, наружных и внутренних поверхностей деталей.
Калиброванием отверстий называют однократное или многократное перемещение инструмента имеющего размеры несколько больше чем отверстие. Инструмент – шарик, специальная прошивка. Происходит сглаживание неровностей и упрочнение поверхности.
Накатывание служит для получения внешних фасонных поверхностей при вдавливании инструмента в материал заготовки. Этим методом выполняют резьбы, клейма, рифления на поверхности и т. д.