Штамповка исправлено (ТКМ в электронном виде), страница 3

Точность размеров при вырубке - пробивке зависит от толщины ма­териала, формы и размеров заготовки. Размер обычно замеряется по поверхности среза в месте большего класса шероховатости.

Основной инструмент для вырубки и пробивки - штамп, который устанавливается на пресс. Размеры штампа должны вписываться в ра­бочее пространство пресса.

Типовая конструкция штампа для серийного и массового произ­водства деталей без прижима изображена на рисунке 8.

Любой штамп состоит из следующих основных деталей:

I - формообразующих деталей - пуансона (I), матрицы (2);

II – деталей ориентирующих заготовку относительно рабочих дета­лей, направляющих (3) или фиксатора;

III – деталей ориентирующих рабочие детали друг относительно дру­га - направляющих колонок (4) и направляющих втулок (5),

IV - деталей, снимающих отход или заготовку с пуансона-съем­ника (6);

V - корпусных деталей штампа - верхней плиты (7), нижней плиты (8);

VI - деталей, обеспечивающих крепление штампа к прессу – хвостовика (9), прижимных планок, прокладки, болтов с гайками;

VII – крепёжных деталей для крепления всех деталей в штампе.

Рисунок 8 Типовая конструкция штампа для вырубки (пробивки)

Оборудование для вырубки и пробивки - механические криво­шипные прессы, схема работы которых будет приведена ниже.

Точность размеров и шероховатость поверхности при вырубке и пробивке зависит от следующих факторов:

1. Чем меньше прочность штампуемого материала, тем меньше
   отличаются размеры готовых деталей от их номинальных размеров по
   чертежу.

2. Конфигурация и размеры детали, так как с уменьшением
   относительной толщины штампуемого материала и габаритных размеров
   детали, а также с упрощением ее формы увеличивается точность изготовления.

3. Анизотропия механических свойств исходного материала,
   возникающая в процессе прокатки влияет на точность изготовления
   крупногабаритных деталей (свыше 300 мм).

4. Состояние и качество оборудования в значительной степе­ни влияет на точность изготовления деталей.

Точность размеров для круглых контуров находится в пределах 11-14 квалитета, шероховатость поверхности среза -

Технологичность деталей, получаемых вырубкой и пробивкой, определяется прочностью рабочих частей штампа и технологическим процессом штамповки.

1. Плоские детали должны иметь простую конфигурацию; острые
   углы, узкие прорези и выступы снижают стойкость штампов и усложняют их изготовление.

2. При применении цельных матриц, вырубке с перемычками, пробивке выполнять плавное сопряжение пересекающихся элементов контура детали (рисунок 9,а). Минимальные радиусы сопряжения уг­лов: при >90^o > , при 90^o - для металлов, для неметаллических материалов эти радиусы больше из-за малой прочности штампуемого материала.

3. При составных матрицах и при безотходной штамповке пересекающиеся элементы контура не сопрягают.

4. Минимальные размеры отверстий, пробиваемые в штампах
   нормальной конструкции: круглых , квадратных , прямоугольных , овальных для сталей в зависимости от прочности ( )(рисунок 9, б)

5. Для пробивки отверстий диаметром до , применяют специальные штампы.

6. Минимальные расстояния между раздельно пробиваемыми от­верстиями круглой и прямоугольной формы (рисунок 9, в).

7. Минимальное расстояние между пробиваемым отверстием и
   ранее полученным контуром детали (рисунок 9,в).

8. Минимальное расстояние между одновременно пробиваемыми
   отверстиями равно двум-трем толщинам металла.

ЧИСТОВАЯ ВЫРУБКА И ПРОБИВКА. В крупносерийном производстве экономически выгодно получать более точные детали, чем при обычной вырубке (пробивке). Точность 2-3 классов и шероховатость поверх­ности 6-8 класса при точном положении поверхности среза к плос­кости детали получают операциями чистовой вырубки и пробивки.

Рисунок 9. Основные параметры технологичности деталей, изготовляемых вырубкой (пробивкой)

Чистовую вырубку производят следующими способами:

1. На штампах с зазором между пуансоном и матрицей 0,01-0,02 мм и с закругленной режущей кромкой матрицы радиусом (рисунок 10, а). Применяют этот способ для мягкой ста­ли, алюминиевых сплавов, латуни.

2. На штампах с пуансоном, поперечное сечение которого
   больше матрицы на 0,1-0,2 мм. Пуансон в этом случае не доходит до
   поверхности матрицы на (0,2-0,5) мм (рисунок 10, б). Применяют этот
   способ для тех же материалов - мягкой стали, латуни, алюминия.

3. На штампах со сжатием по периметру в плоскости заготовки.
   Часто штампы снабжаются треугольным выступом на прижиме, а при
   большой толщине и на матрице. Этот выступ, внедряясь в металл,
   обеспечивает сжатие его в плоскости листа (рисунок 10,в), . Эти штампы применяют для всех штампуемых металлов.

Рисунок 10. Способы чистовой вырубки

Чистовую пробивку осуществляют следующими способами:

1. На штампах с зазором и ступенчатым пуансоном (рисунок 11, а). Такие штампы применяют для пробивки цветных
   металлов, мягких сталей толщиной 0,8- 3 мм.

2. На штампах с зазором и торцем пуансона в виде усеченного конуса (рисунок 11, б). Применяют эти штампы для более толстых металлов тех же марок, но диаметр отверстия <

1. На штампах с зазором и коническим торцем пуансона (рисунок 11,в). Применяют этот способ для тех же металлов, но диаметр отверстий .

Рисунок 11. Способы чистовой пробивки.

1. На штампах со сжатием заготовки выступом по периметру. В этом случае пробивка осуществляется обычно одновременно с вы­рубкой, а поэтому у пробиваемого отверстия сжатие по периметру не делается (так как заготовка уже сжата по периметру).

ЗАЧИСТКА И КАЛИБРОВКА. Зачистка и калибровка применяются для тех же целей что и чистовая вырубка и пробивка, т.е. достижения пер­пендикулярности поверхности среза плоскости листа, шероховатости точности 6-9 квалитетов. Однако зачистка и калибровка производятся на ранее полученных вырубкой или пробивкой заготов­ках. В этом случае с обрабатываемой поверхности снимают небольшой слой материала – припуск. Говорят, что выполняется зачистка снятием припуска.

Зачистка производится по наружному контуру заготовки, т.е. на заготовках полученных вырубкой. Минимальная величина припуска на зачистку равна зазору между пуансоном и матрицей при вырубке (рисунок 12, а). Зачистку применяют для деталей с периметром до 300 мм и толщиной до 10 мм и выполняют за один проход для деталей толщиной менее 5 мм и с плавным очертанием наружного контура. Многократную зачистку применяют для деталей толщиной более 5 мм и для деталей со сложной конфигурацией наружного контура незави­симо от толщины. Качество зачистки зависит от величины припуска и распределения его по периметру, а при многократной зачистке от распределения по переходам.

Применяют также зачистку обжатием в матрице с заваленными
кромками, припуск в этом случае составляет 0,04-0,06 мм.

Калибровка выполняется в отверстии, полученном сверлением или пробивкой. Калибровка снятием припуска (рисунок 12, б) произво­дится для одного отверстия или для группы отверстий одновременно. При одновременной калибровке точность расположения отверстий по­вышается. Припуск для калибровки малых отверстий зависит от толщины материала и минимальная его величина равна зазору между мат­рицей и пуансоном при пробивке. Обычно припуск, как и при зачист­ке, определяют по таблицам.

НАДРЕЗКА. Неполное отделение металла по незамкнутому контуру без удаления отходов, выполняемое в штампе, называют надрезкой (рисунок 13, а).

ПРОСЕЧКА. Образование сквозных отверстий в листовой заготовке без удаления материала в отход называют просечкой (рисунок 13, б).

Рисунок 12. Способы зачистки и калибровки.

Рисунок 13 Схемы: а – надрезки, б – просечки.

1 – матрица, 2 – заготовка, 3 - пуансон

1.1.5Формообразующие операции

Гибка. Технологическая операция листовой штамповки, при которой из плоской заготовки получают изогнутую деталь, называют гибкой. Гибку производят в штампах на кривошипных, эксцентриковых, фрик­ционных прессах, на специальных ручных и механизированных уст­ройствах для гибки и на специальных гибочных станках.

Различают свободную гибку (рисунок 14, а) - проще штамп, но меньше точность, гибку с прижимом на угол (рисунок 14, б) - повышается точность и гибку с правкой (рисунок 14, в). Гибка металлической заготовки осуществляется в результате упруго-пластической деформации под действием силы пуансона 1. Деформация про­исходит вблизи углов гибки - очагов деформации. При этом слои 1 металла (рисунок 15), прилегающие к пуансону, испытывают сжатие, а слои 3 со стороны матрицы - растяжение. Центральные слои 4 металла находятся в упругом состоянии, так как напряжения в них не превышают предела текучести . Между растянутыми и сжаты­ми слоями находится нейтральный слой 2, радиуса .

Рисунок 14. Различные схемы гибки: а – свободная гибка, б – гибка с прижимом, в – гибка с калибровкой.

1 – пуансон, 2 – деталь, 3 - матрица

Рисунок 15. Напряжения при гибке: 1 – область пластического сжатия, 2 – нейтральный слой, 3 – область пластического растяжения, 4 – упругий слой

Деформация растяжения наружного слоя и сжатия внутреннего увеличивается с уменьшением радиуса гибки. При этом напря­жения могут достичь величины предела прочности, и произойдет раз­рушение материала. Так как обычно металл более устойчив к напряжению сжатия, то разрушение заготовки с образованием трещин происходит от наружной поверхности в толщину заготовки. Это обстоя­тельство ограничивает минимальные радиусы , исключающие разрушение заготовки. На величину минимального радиуса оказыва­ют влияние расположение линии изгиба относительно направления прокатки исходной заготовки, наличие и величина заусенцев, пластичность материала и обычно .

П ри снятии внешних сил, вызывающих изгиб заготовки, послед­няя под действием напряжений стремится разогнуться. Благодаря этому при разгрузке изменяется угол гиба - пружинение при гибке. Величина пружинения, оцениваемая углом пружинения (рисунок 16), зависит от механических свойств материала заготовки, от и от угла и увеличивается с увеличением этих параметров.

Рисунок 16. Схема пружинения при гибке: - угол гибки (инструмента), - угол детали после пружинения, - угол пружинения, - радиус гибки (инструмента), - радиус детали после пружинения

Гибка с растяжением применяется для изготовления длинных тонких деталей с образованием большого радиуса. Такие детали гнуть трудно, потому что из-за пружинения заготовка после гибки почти полностью восстанавливает свою начальную форму. При гибке с растяжением заготовку 1 зажимают по концам зажимами 2 и затем изгибают по контуру пуансона 3 с одновременным растяжением на 2-5% (рисунок 17).