Затраты на изготовление, эксплуатацию и ремонт штампов для горячей штамповки составляют значительную часть себестоимости производства поковок (до 20%, а иногда и более). Рациональное использование штампов, их правильное содержание, своевременность и высокое качество ремонта могут снизить себестоимость продукции горячештамповочного цеха.
| Как возобновить отработавшие крановые колёса? Примените запатентованную технологию роботизированной наплавки! Оперативно, на совесть, недорого. Вопросы по телефону 7(343) 302-10-28. |
Молотовые и горячештамповочные штампы являются быстроизнашивающейся оснасткой. Экономия расхода штампов достигается улучшением их конструкции, использованием износоустойчивых сталей, применением наиболее совершенных методов изготовления, повышением стойкости, своевременностью и высоким качеством ремонта.
Для правильной эксплуатации штампов необходимы следующие условия: хорошее состояние кузнечно-прессового оборудования (в особенности направляющих устройств и мест крепления штампов), правильное хранение штампов и подготовка их к работе, правильная установка штампов и надежное их крепление, хорошее охлаждение и смазка ручьев штампов при штамповке, своевременная и тщательная очистка штампуемых заготовок от окалины, возникшей на предыдущих операциях, тщательное удаление окалины из ручьев штампов, постоянный контроль за состоянием штампов, правильная организация учета работы штампов.
На каждый штамп выписывают паспорт, в котором указывают назначение штампа, время изготовления, основные размеры кубиков, марки стали, режимы термической обработки, место, время и условия эксплуатации, место хранения на складе, количество отштампованных поковок, причины выхода штампа из строя и т. д.
В паспорте штампа накапливаются данные о его работе, стойкости, о количестве и характере ремонтов.
Для увеличения срока эксплуатации штампов восстанавливают изношенные ручьи наплавкой; улучшают технологию изготовления штампов; применяют электроискровой и электроимпульсный методы обработки ручьев штампов, что увеличивает в 2 раза их стойкость по сравнению со штампами, изготовленными механической и слесарной обработкой; применяют вкладыши, изготовленные горячим или холодным выдавливанием, что в несколько раз повышает стойкость вставок по сравнению со вставками, обработанными на металлорежущих станках.
Чтобы повысить износостойкость штампов, улучшают их конструкции усилением быстроизнашивающихся частей штампа, изменяют величины штамповочных уклонов и радиусов закруглений, применяют выталкиватели и съемники, увеличивают число ручьев или изменяют их форму, повышают требования к качеству отделки ручьев.
Для снижения сроков выхода штампов из ремонта изготовляют запасной комплект быстроизнашивающихся деталей штампа (например, формообразующих вставок), которые изготовляют одновременно с основным комплектом. При испытании готового штампа испытывают и сдают комплект запасных деталей к нему.
По мере износа штампы ремонтируют. Различают капитальный (возобновление) и текущий ремонт штампов. В зависимости от того, как часто детали штампа изнашиваются и подвергаются возобновлению, они делятся на постоянные и сменные.~
К постоянным относятся такие детали, после износа которых штамп не годится к употреблению (например, кубики верхней и нижней части штампа).
К сменным относятся такие детали, которые после износа заменяются новыми. После замены изношенной детали штамп продолжает работать.
Постоянные детали штампов изготовляют и ремонтируют индивидуально или, если однотипных штампов несколько, партией, а сменные — всегда партией или серийно. В связи с этим при конструировании штампа определяют для каждого штампа, какие детали его будут постоянными, а какие сменными, и при ремонте штампов используют заготовки, полуфабрикаты, шаблоны и приспособления, специально предназначенные для этих деталей.
В штампах для горячей штамповки ремонт чаще всего заключается в восстановлении правильной формы и размеров ручьев. При работе в результате динамических нагрузок и теплового воздействия раскаленной заготовки штампы нагреваются. Горячий металл заготовки, деформируясь, перемещается по ручьям штампа и изнашивает их. Правильно сконструированный и хорошо изготовленный штамп должен проработать без ремонта определенное время и дать установленное количество штамповок. Часто после непродолжительной работы вновь изготовленного штампа начинают обнаруживаться дефекты в его работе, например застревание поковок в ручье штампа. Если на этом штампе продолжать работу, то может наступить такой момент, когда поковку вообще нельзя будет удалить из штампа.
Особенно сильно изнашиваются выступающие части ручьев и в первую очередь узкие (например, ребра, бобышки), а также углы кромок. Изменение ручьев штампа обычно происходит таким образом, что размеры вертикальных стенок от действия боковых сил Р (рис. 1, а) увеличиваются в ширину, а горизонтальные места под действием вертикальных сил Q подвергаются наклепу и растекаются в стороны, т. е. в тех направлениях, где они встречают наименьшее сопротивление.
В процессе работы в месте перехода ручья в полость облойной канавки, т. е. в том месте, где имеется соответствующий радиус закругления углов R1 (схема I), происходит уменьшение радиуса закругления R1 и образуется наплыв или «грибок» (схема II), зажимающий поковку в штампе.
Этот наплыв происходит тем быстрее, чем меньше был сделан радиус закругления R1 на новом штампе и чем меньше был штамповочный уклон. С этой точки зрения выгодно увеличивать штамповочный уклон и выполнять увеличенный радиус наружного закругления в штампе. Но это увеличение имеет предел, переходить который нельзя. Применение штамповочного уклона больше 7° изменяет форму детали и повышает расход металла на нее, а увеличение радиуса закругления затрудняет работу обрезного штампа и приводит к короблению детали при обрезке.
Штампы с ручьями в виде горизонтального цилиндрического гнезда (схема III) обладают наибольшей стойкостью. Стенки такого ручья имеют повышенную сопротивляемость к воздействию усилий Р, наплыв образуется очень медленно, и поэтому такие штампы выдерживают более длительный срок эксплуатации.
Одним из часто встречающихся дефектов является утолщение облоя (на ленточке облойной канавки), что затрудняет в дальнейшем его обрезку. Это утолщение образуется от того, что металл штампа под действием вертикально направленных сил в этой части испытывает повышенные нагрузки и от действия сил трения текущего под большим давлением металла поковки истирается.
Менее всего изнашивается дно ручья. Здесь действующие вертикальные силы только наклепывают металл штампа, что повышает его стойкость.
Наиболее опасно появление трещин во внутренних углах ручьев (рис. 111,б). Причина появления трещин — неодинаковый нагрев отдельных мест ручья штампа раскаленной заготовкой и вертикальные усилия при штамповке. Трещины появляются чаще в тех местах штампа, где в дне ручья имеются закругления с малым радиусом. Поэтому радиусы закругления в таких местах нужно делать увеличенными.
Если заготовка кубика под штамп была не полностью прокована, в массе металла остаются недостаточно уплотненные места. Во время работы штампа ручьи, расположенные в таких местах, дают «просадку», что приводит к порче штампа.
На рис. 111, в, г, д, е показаны схемы расчистки дефектных мест в ручьях ковочных штампов.
Текущий ремонт штампов заключается в устранении износа ручьев и других частей штампа. При ремонте восстанавливают правильные размеры и форму ручьев, устраняют наплывы на наружных закруглениях, придают стенкам полости правильную форму вместо вогнутой, получившейся в результате работы штампа, зачищают штрихи на ленточке облойной канавки, зачеканивают образовавшиеся трещины.
Мелкий ремонт можно выполнять на месте, не снимая штампа с молота или пресса. Его выполняют тогда, когда поковки начинают «залипать» в штампе или когда выемки поковок получаются неправильными. Это значит, что появились наплывы, задиры, забоины, некоторые участки ручьев штампа смялись от чрезмерного разогрева.
При текущем ремонте штампов трудности возникают в связи с тем, что материал штампа становится очень твердым вследствие наклепа ручьев штампа и закалки их охлаждающими жидкостями в процессе горячей штамповки. Наклепанные места на ручьях штампа обрабатывают абразивными кругами, установленными на переносных шлифовальных машинах.
Стенки и ребра выправляют тонким абразивным кругом на вулканитовой связке, а в тесных местах — маленькими фасонными абразивными головками и специально изогнутыми напильниками. Радиусы закруглений подгоняют по радиусным шаблонам. Ленточку облойной канавки исправляют шлифованием абразивным кругом и наждачным полотном.
При зачистке ручьев не следует снимать большой слой металла с тем, чтобы размеры поковки после ремонта не могли измениться больше, чем в пределах допусков. Очень важно, чтобы при зачистке ручьев риски от абразива по их направлению совпали с направлением течения металла при штамповке.
Трещины обычно зачеканивают красной медью. Для этого берут проволоку красной меди требуемого диаметра, накладывают ее на ремонтируемую трещину и зачеканивают чеканом или затупленным зубилом. Зачеканка не устраняет трещины и не предотвращает разрушения штампа, она только предупреждает застревание поковки в штампе и образование на ней следов от трещины в виде рваных выступов.
Текущий ремонт включает также замену сломанных или изношенных сменных деталей.
В зависимости от образовавшихся дефектов мелкий ремонт штамповочных ручьев выполняют по нескольку раз (до 5), прежде чем штамп потребует капитального ремонта.
Капитальный ремонт штампа выполняют при значительном износе ручьев. При ремонте штамп снимают с пресса и передают в инструментальный цех.
При работе штампа происходит увеличение ручьев, а ремонты штампа еще больше искажают их. Поэтому, когда размеры ручья выходят за пределы допуска на размер поковки, приходится полностью возобновлять ручей. Возобновление ручьев и связанные с этим переделки других элементов штампа и являются капитальным ремонтом.
Штамп отжигают. Отожженные половинки штампа строгают и шлифуют по плоскостям разъема на глубину, позволяющую сделать разметку с последующим выполнением всех механических, слесарных и термических операций, которые применяются при изготовлении нового штампа.
Если в штампе имеются трещины, то нужно учитывать и этот дефект и строгать плоскости разъема на глубину, достаточную для удаления трещин.
Таким образом возобновляют все ручьи штампа и подправляют строганием или фрезерованием и шлифованием хвостовик, контрольные углы и углубления для сухаря.
Восстановление штампов обновлением ручьев механическим способом за счет углубления их в тело штампа ведет к большому расходу штамповой стали. Чтобы сократить расход кубиков для штампов (особенно для среднегабаритных и крупногабаритных штампов) и повысить стойкость штампов, на многих заводах восстанавливают изношенные штампы наплавкой ручьев.
Если штамп изготовлялся методом электроэрозионной обработки, сохраняют электрод-инструмент и им после строгания плоскости разъема углубляют ручей на нужную величину и затем отделывают его слесарной доработкой.
Капитальный ремонт сборных штампов для горяче-штамповочных прессов и горизонтально-ковочных машин заключается в замене сменных деталей — ручьевых вставок, пуансонов, подкладных плит и износившихся деталей крепления. Иногда выравнивают поверхность матриц, пуансонодержателей или обойм, служащих для крепления сменных деталей.
При ремонте или возобновлении штампов пользуются техническими условиями и чертежами на их изготовление, так как размеры и качество штампов после ремонта не должны отличаться от размеров и качества новых штампов. Это в особенности важно соблюдать при ремонте сборных штампов, допуски на размеры которых отличаются большой точностью.
