Значения допустимых степеней обжатия за один проход

Характеристика заготовки	Профиль бойка	Степень обжатия, %
сечение	материал	без нагрева	с нагревом
Сплошное, круглое	Твердые стали и сплавы (HRB>91)	С заходным конусом	30…50*	45…60
Стали средней твер-дости (HRB 84…91) (HB 159…187)	то же	35…65*	40…60
Мягкие стали (HRB<83)	то же	45…80*	45…70
Сплошное и многогранное	Стали средней твердости	то же	25…35*	30…50
Сплошное, круглое	то же	Цилиндричес-кий, без захо-дного конуса	5…10*	30…40
Полое при δз/dср>0,25	то же	то же	15…30**	35…50
с заходным конусом	25…45**	40…65
то же, при α=15…25°	15…20**	20…25
Полое при δз/dср = 0,25…0,10	то же	Цилиндричес-кий, без захо-дного конуса	Не рекомен-дуется	10…20
* меньшие значения - для заготовок диаметром более 40 мм;
** меньшие значения - для заготовок диаметром более 70 мм.

Для материалов с пределом текучести Ϭ_т > 1050 МПа и для поковок с большой площадью поперечного сечения (D_з > 40…50мм) применяют обработку с нагревом до температур теплой или полугорячей обработки (300-750°С). Выбор РОМ производят по усилию, необходимому для единичного обжатия в проходе с максимальной степенью обжатия. При холодном обжатии со смазкой (µ = 0,2) усилие единичного обжатия:

при горячей профильной протяжке (µ = 0,5)

Усилие поперечной протяжки определяется выражением:

где _т – напряжение текучести материала при температуре обработки; α – угол конусности бойков, рад.; d₁ и d₂ - диаметры поковки до и после обжатия; l – длина зоны деформирования в конце процесса; θ – угол захвата заготовки одним бойком, град.

Обжатие полых заготовок осуществляется без внутреннего подпора (свободный обжим) и с внутренним подпором (обжим на оправке). Применение свободного обжима ограничено потерей устойчивости заготовки при отношении толщины стенки δ_з заготовки к её среднему d_ср диаметру δ_з / d_ср < 0,25…0,30. Для сквозной протяжки при малых постоянных степенях обжатия и при условии L_з ≤ 15D_з целесообразна протяжка в бойки; при переменной степени обжатия рекомендуется протяжка из бойков, снижающая искривление оси заготовки.

Точность обработки при холодном ротационном обжатии достигает 6…8 квалитета, при горячем обжатии – 11…13 квалитета; параметр шероховатости поверхности R_z = 1,6…0.4 мкм и 6,3…2,0 мкм соответственно. Прочность деталей возрастает на 30%. Перевод ступенчатых валов со штамповки или механической обработки из проката на горячее обжатие снижает расход металла на 40…60%, при этом производительность по сравнению с токарной обработкой возрастает в 4…5 раз.

Точность размеров заготовок при радиальном обжатии в холодную достигает 6…10 квалитета, в горячую – 11…13 квалитета. При этом полученные заготовки имеют в 1,5…2,0 раза меньшие допуски по сравнению со штамповкой на молотах.

Раскатка кольцевых заготовок[5, т.2]

Горячую раскатку кольцевых заготовок осуществляют тремя способами: открытым, полуоткрытым и закрытым. Открытый способ наиболее распространен (рис.). Применение раскатки поковок при изготовлении колец обеспе-чивает следующие преиму-щества: повышенную точ-ность формы за счет уменьшения разностенно-сти, овальности и допусков; снижение припусков и напусков; возможность штамповки предварительно откованных заготовок на ГКМ для последующей раскатки. В табл.35 и 36 [5 ] приведены характерные формы кольцевых поковок с симметричным и несимметричным профилем сечения, раскатываемых открытым способом.

Степень обжатия К как отношение площадей поперечных сечений кольцеобразной поковки до и после раскатки назначают в пределах 1,3…1,6. Припуски на механическую обработку и допуски на раскатанные поковки приведены в табл. 37 [5]. Размеры исходных заготовок для раскатки определяют по равенству объёмов заготовок до V_из и после раскатки V_рз с учетом угара при нагреве под раскатку на основании заданной степени обжатия К, считая высоту заготовок до h_из и после раскатки h_рз постоянными: h_из = h_рз; К = 1,3…1,6.

Наружный D_из и внутренний d_из диаметры цилиндрической кольцеобразной заготовки под раскатку определяют по формулам:

где S_рз – толщина стенки кольцевой заготовки после раскатки, определяемая как частное от деления площади её сечения на высоту.

Выбор оборудования для раскатки производят по табл.38 [5]. Точность размеров поковок по наружному диаметру зависит от наладки контрольного ролика 5 (см. рис.), а по внутреннему диаметру – от точности объёма исходных заготовок. Допуск на наружный диаметр составляет ТD_рз ≈ 0,01D_рз, на внутренний Td_рз ≈ (0,022d_рз+0,6) мм. Параметр шероховатости после раскатки R_z = 10…3,2 мкм.

Накатка зубчатых колес, резьбы[4,5]

На практике применяют два техпроцесса накатки: для колес с модулем до 4-х мм и для колес с модулем 5 мм и выше. В первом случае зубчатые колеса устанавливают на определенное межцентровое расстояние, а заготовки, нанизанные на стержень и зажатые, располагают точно по середине между валками чуть ниже их (см. рис.).

Скорость осевой подачи заготовок V=2…10 м/с выбирают так, чтобы за время прохождения через индуктор заготовки нагревались до температуры прокатки 1000…1050°. Заборной конической частью валков осуществляется деформация заготовки и формирование зубьев, а цилиндрической частью – их калиб-ровка. В процессе прокатки на валки подается технологическая смазка – смесь графита с веретенным маслом. Этот техпроцесс обеспечивает изготовление зубчатого венца с прямыми и косыми зубьями до 10-й степени точности [5].

Во втором случае технологический процесс с радиальной подачей осуществляется двумя парами валков, из которых одна пара зубчатая, а другая – гладкая. Штампованную заготовку зажимают и располагают напротив гладких валков (см. рис.). После нагрева заготовки секторным индуктором валки сближают и производят обкатку обода, придавая ему

точные размеры по диаметру и ширине. Затем валки разводят, заготовку устанавли-вают против зубчатых валков и накатывают зубья с припуском на обработку 0,5…1,5 мм на сторону. Реборды валков препятствуют вытеканию металла в торцы заготовки во время обкатки и накатки. Полученные зубчатые колеса имеют благоприятную макроструктуру поверхностного слоя, что повышает их надежность в эксплуатации.

Накатка винтовых резьб производится на двухвалковом стане с валками, имеющими негативную нарезку по отношению к изделию. Валки устанавливают под углом к оси заготовки. Резьбы с шагом до 8 мм можно накатывать в холодном состоянии, с большим шагом – в нагретом до температуры прокатки. В процессе накатки применяют технологическую смазку – сульфофрезол для холодной и графито-содовую для горячей. Точность накатанных в холодном состоянии винтовых резьб соответствует полям допусков 6g…8g. Шероховатость рабочей поверхности резьбы Ra=1,25…0,63 мкм.