Штамповка исправлено (ТКМ в электронном виде), страница 2

Из неметаллических материалов штамповкой получают главным обра­зом прокладочные, изоляционные и декоративные детали. Наибольшее при­менение находят следующие неметаллические материалы: пластмассы - гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, органическое стекло и др.: ре­зина; бумага; картон; кожа; фетр; материалы минерального происхож­дения - слюда и миканит.

1.1.4Холодная листовая штамповка

Виды заготовок и их подготовка к штамповке

Для листовой штамповки используют заготовки в виде листа, поло­сы, ленты или профилей различного поперечного сечения: труба, уго­лок, двутавр и т.д. При подготовке этих материалов к штамповке вы­полняют различные подготовительные операции: правку, травление, промывку, отжиг, дрессировку и др.

Рисунок 3 Раскрой материала

При правке искривленные листы, ленты и полосы пропускают между вращающимися валками или в условиях мелкосерийного произ­водства применяют ручную правку на правильных плитах.

Для удаления с поверхности материала следов окалины и корро­зии применяют травление в крепких растворах кислот и щелочей. После травления металл тщательно промывают в воде.

Отжиг применяют для получения необходимой структуры и механических свойств исходного материала.

Для уменьшения усилия деформирования (особенно при формообразующих операциях), предохранения поверхностей исходного мате­риала от повреждения, повышения износостойкости инструмента и т.д. применяют СМАЗКУ (солидол, технический вазелин и др.), которая наносится на поверхность материала.

Раскрой материала

Раскроем называют порядок расположения штампуемых заготовок (деталей) на листе, ленте или полосе.

Существует три типа раскроя: с отходами (перемычками), по всему контуру детали (заготовки), с частичными отходами и без отходов.

Раскрой с отходами (рисунок 3, а-е) применяют для получения прос­тых по форме деталей повышенной точности (8-12 квалитет), а также
независимо от точности для деталей сложной формы, а раскрой с час­тичными отходами и без отходов (рисунок 3, ж, з) применяют для простых
по форме деталей низкой точности. Перемычки между деталями – а и краем полосы (ленты) и деталью - в (рисунок 3, а) зависят от тол­щины и марки материала, формы и размеров изготавливаемых деталей и выбираются из справочников. Значение величины перемычек и рас­кладка деталей на полосе (ленте) позволяют определить ширину последней.

Показателем, характеризующим качество раскроя, является ко­эффициент использования материала , рассчитываемый по формуле

где N - число деталей, штампуемых из листа, полосы, ленты; F - площадь детали в мм²; В и L - ширина и длина ленты, полосы, листа в мм.

Применяют раскрой прямой (рисунок 3,а, з), наклонный (б), встречный (г, ж), комбинированный (в), многорядный (д). Прямой раскрой применяют для деталей простой формы - прямоугольной или квадратной, наклонный - для деталей Г-образной или другой слож­ной формы, встречный - в основном для деталей Т, П и Ш-образной формы. Круглые детали вырубают в один или несколько рядов (рисунок 3, д, е). Располагают их параллельно либо в шахматном порядке. Наиболее выгодный раскрой для круглых деталей - многорядный шахматный, причем использование материала будет тем больше, чем больше число рядов.

При конструировании деталей необходимо учитывать удобство их раскроя. В результате конструктивного изменения детали можно значительно сократить отходы (рисунок 3, к).

Разделительные операции

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. Различают разделительные операции: 1) со значи­тельной шириной отделяемого материала (более двух толщин) - об­резка, вырубка, пробивка, надрезка и др. и 2) с небольшой шири­ной отделяемого материала (менее 0,5 толщины) - зачистка, калиб­ровка. Первая группа операций применяется для разделения листов и лент с целью получения деталей или заготовок для последующей штамповки. Вторая группа операций применяется для повышения ка­чества деталей.

В штамповочных цехах листы и ленты разрезают на полосы или заготовки на ножницах, а также на прессах в отрезных штампах.

Вырубку, пробивку, зачистку, разрезку и подрезку выполняют в штампах на прессах. Штамп состоит из 2-х основных частей: непод­вижная - называется матрица, подвижная - называется пуансон.

Механизм разделения материала в операциях 1-ой группы одина­ков. Различают три стадии разделения металла (рисунок 2): I - пу­ансон слегка сжимает и изгибает металл, вдавливается в него и вдавливает его в матрицу; II - продолжающееся вдавливание пуансона в металл сопровождается перерезанием волокон металла сверху кром­кой пуансона, а снизу - кромкой матрицы; III - дальнейшее движение пуансона сопровождается появлением в материале

Рисунок 4 Схема резки на ножницах: а – гильотинных, б – с прямыми ножами, в – многодисковые, г - парнодисковые

трещин скалывания. Эти трещины соединяются и, таким образом, одна часть металла отде­ляется от другой.

На качество и точность получаемых деталей большое влияние оказывает величина зазора z между матрицей и пуансоном, при малом зазоре срез получается с заусенцем и неровным. Это проис­ходит потому, что скалывающие трещины не соединяются, а идут па­раллельно друг другу, и металл между ними фактически не разрывается. При большом зазоре и резке тонкого материала происходит затягивание металла в зазор и его отрыв, поэтому деталь получается с рваными краями и заусенцами.

ОТРЕЗКА. Полное отделение части заготовки по незамкнутому контуру
называют отрезкой. Чаще всего для отрезки используют ножницы с наклонными ножами (гильотинные), с параллельными ножами и дисковые.

Более широкое применение находят гильотинные кривошипные ножницы с наклонным ножом, которые изготовляют для холодной резки
металла толщиной от 0,5 до 30 мм и более при длине реза до нескольких метров.

Двухкривошипный вал 3 ножниц (рисунок 4, а) с маховиком 4 вращается электродвигателем при помощи клиноременной и зубчатой пере­дач. Разрезаемый лист 6 кладут на стол 8, к которому он прижима­ется прижимом 7 с силой Q , и разрезают ножами - верхним под­вижным 2 и нижним неподвижным 1. Включение кривошипного механиз­ма ножниц осуществляется муфтой 5. Регулируемый упор 9 служит для отмеривания длины отрезаемой заготовки. Угол наклона φ но­жа 2 устанавливают в зависимости от прочности разрезаемого мате­риала в пределах 2-6°.

Ножницы с параллельными ножами (рисунок 4, б) применяют для отрезки от тонких металлических листов узких, ровных полос или штучных заготовок с повышенными требованиями к точности и качеству поверхности среза, а также для отрезки от листов из неметалли­ческих материалов. Разрезаемый лист устанавливают в зазор между ножами, прижимают с помощью специального механизма к столу ножниц, при движении верхнего ножа лист одновременно перерезается по все­му сечению.

Дисковые ножницы (рисунок 4, в) с одной или несколькими парами цилиндрических дисковых ножей 1, устанавливаемых на параллельных валах 2, применяют для разрезания широкой ленты на узкие полосы. Ножи сами втягивают разрезаемую, ленту. Лента разматывается с од­ной катушки и после разрезки наматывается на несколько других, количество которых соответствует числу получаемых лент. Многодис­ковые ножницы применяют в массовом производстве для разрезки тон­колистового материала.

Ножницы с парнодисковыми наклонно-поставленными ножами (рисунок 4, г) применяют для резки криволинейных заготовок с малым ради­усом и вырезки деталей (заготовок) с замкнутым контуром. Наимень­ший радиус кривизны, который может быть получен при вырезке, зависит от диаметра D ножей и составляет 0,4-0,7 последнего.

Усилие резки зависит от типа ножниц и рассчитывается по формулам:

а) для ножниц с параллельными ножами

б) для ножниц с наклонными ножами

в) для многодисковых ножниц

где - предел прочности материала, кгс/мм²;

- толщина материала, мм;

- угол наклона ножей, град;

- угол захвата материала дисками, град;

- число пар ножей.

Точность резки по ширине зависит от толщины и ширины отрезаемой заготовки и более высокая точность резки на штампах, затем на многодисковых ножницах, на параллельных ножницах и наиболее низкая - на ножницах с наклонными ножами. Ориентировочно точность резки на ножницах оценивается 12-14 квалитет точности.

РАЗРЕЗКА. Разделение плоских, гнутых или полых заготовок на две или несколько отдельных деталей по незамкнутому контуру (рисунок 5, а)

ОБРЕЗКА. Отделение неровного края или лишнего металла снаружи плоских, гнутых или вытянутых изделий (рисунок 5, б).

Обе операция выполняются в штампах на прессах.

ВЫРУБКА И ПРОБИВКА. Вырубка и пробивка являются операциями отделения части заготовки по замкнутому контуру в штампе.

Рисунок 5. Схема операций: а – разрезки, б – обрезки.

1 – матрица, 2 – пуансон, 3 – заготовка, 4 - прижим

Вырубку (пробивку) осуществляют в штампе, рабочие органы которого состоят из подвижного пуансона 1 и неподвижной матрицы 2, на которую кладется заготовка 3 (рисунок 6, а). Пуансон и мат­рица выполняют роли соответственно верхнего и нижнего ножей в опе­рациях отрезки. При вырубке отделяемая часть материала, проходя­щая через матрицу, является изделием, а оставшаяся часть - отхо­дом. При пробивке отделяемая часть металла, проходящая через мат­рицу, является отходом, а оставшаяся часть - изделием (рисунок 6, б). Чаще всего используют пуансоны и матрицы с параллельными режущими кромками. Изготовление и восстановление такого инструмента явля­ется наиболее простым и дешевым. Этим инструментом вырубают одно­временно по всему периметру среза, вследствие чего усилия выруб­ки могут достигнуть значительных величин и превысить допускаемое усилие пресса. Для уменьшения усилия вырубки крупногабаритных деталей из толстого материала применяют матрицы и пуансоны с наклонными режущими кромками (рисунок 7). Такой инструмент позволяет уменьшить усилие вырубки и пробивки на 30-40%.

Рисунок 6. Вырубка и пробивка: а – схема процессов, б – вид детали при вырубке и пробивке.

1 – пуансон, 2 – матрица, 3 – заготовка

Рисунок 7. Виды режущих кромок при вырубке (сверху) и пробивке (снизу)

В отличие от резки изгибающий момент при вырубке - пробивке приложен по замкнутому контуру к заготовке, находящейся внутри и вне контура резки, что приводит к изгибу вырубаемой и пробива­емой заготовки - детали. При равномерном сопротивлении изгибу, что достигается соответствующим расстоянием от контура резки до края заготовки (перемычки), получают нормальное качество поверх­ности разделения. При малой перемычке часть металла втягивается в зазор между режущими кромками и в этом случае, как и при боль­шом зазоре, получают заусенцы. Под действием изгибающего момента обе части заготовки получают остаточный прогиб, для получения плоской детали необходима дополнительная операция плоскостной правки. Величина зазора здесь также влияет на качество разделения. При нормальном зазоре получают наилучшее качество поверхности разделения - в зоне среза , в зоне скола : при увеличении за­зора шероховатость разделения такая же как и при нормальном за­зоре, и кроме этого возникает заусенец; при уменьшенном зазоре поверхности скола не могут соединиться и поэтому шероховатость ниже в зоне двойного скола – среза.