Обработка давлением

равно двум-трем толщинам металла. *

9. Точность размеров определяется в зависимости от толщины штампуемого

металла и конфигурации детали, для круглых контуров она находится в

пределах 11-14 квалитета.

10. Шероховатость поверхности среза по толщине неоднородна: в зоне

среза Rа = 2,5-0,32 мкм, в зоне скола - Rz=80-20 мкм. Технологический

маршрут вырубки*пробивки:

а) вырубка - укладка полосы в штамп и установка ее до упора, вырубка

детали, удаление детали из штампа (и подача полосы на шаг),

- галтовка (для снятия заусенцев),

- рассортировка деталей и абразивов,

- контроль,

б) пробивка - укладка заготовки в штамп,

- пробивка детали,

-удаление детали из штампа,

- контроль.

Чистовая вырубка и пробивка

Чистовую вырубку и пробивку применяют для исключения недостатков

вырубки-пробивки: получения перпендикулярности поверхности среза плоскости

детали, устранения прогиба, получения шероховатости поверхности с

параметром Ra = 2,5-0,32 мкм и точности 6-9 квали-

тета.

Зачистка

Зачистка и калибровка применяются для тех же целей, что и чистовая

вырубка и пробивка, т.е. достижения перпендикулярности поверхности среза

плоскости листа, шероховатости Rа = 2,5-0,32 мкм, точности 8-9 квалитета.

Зачистка (калибровка)производится на ранее полученных вырубкой (пробивкой)

заготовках. В этом случае после правки с обрабатываемой поверхности снимают

небольшой слой материала - припуск.

Зачистка выполняется по наружному или внутреннему контуру заготовки.

Минимальная величина припуска на зачистку равна зазору между пуансоном и

матрицей при вырубке или пробивке (рис.15). Зачистку применяют для деталей

с периметром до 300 мм и толщиной до 10 мм. Зачистка выполняется за один

проход для деталей толщиной менее 5 мм 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.

[pic]

Применяют также зачистку обжатием в матрице с заваленными кромками,

припуск в этом случае составляет 0,04-0,06 мм.

Формообразующие операции

Гибка. Гибка - это формообразующая операция, при которой изменяется

кривизна в одном или нескольких участках заготовки.

Изменение кривизны может происходить только при переменных деформациях

по толщине; эти переменные деформации вызваны переменными напряжениями по

толщине. Гибка производится под действием силы, момента или одновременно

силой и моментом. Наиболее часто используется гибка силой (рис.16а).

Исследование процесса гибки показывает, что по толщине напряжения и

деформации не только постепенно изменяются, но и различны

[pic]

по знаку: в участках, прилегающих к матрице, возникают растягивающие

напряжения и деформации растяжения, а участках, прилегающих к пуансону,

напряжения и деформации сжатия, что приводит к изменению поперечного

сечения (рис.16б). Между этими участками находятся слои с напряжениями и

деформациями равными нулю. В общем случае, слои нулевых напряжений и

деформаций (нейтральные слои) не совпадают. Практическое значение имеет

положение нейтрального радиуса деформаций, определяемого по формуле

r1=r+x*s (6)

где r - радиус пуансона, S - толщина металла, x - коэффциент смещения

нейтрального от серединного слоя, определяемой в зависимости от отношения

r/s , при r/s = 0,5 x=0,3 при r/s = 10, x=0,5. В дальнейшем r1 используется

для определения размеров заготовки.

В процессах гибки большое значение имеет радиус гибки. Величина его

ограничивается минимальным радиусом. Минимальный радиус гибки определяется

из условия отсутствия разрушения металла в зоне растяжения. Минимальная

величина этого радиуса зависит от пластических свойств материала и толщин

заготовки. Для материалов средней пластичности ( ? = 15-20%) минимальный

радиус гибки (пуансона) ориентировочно равен 0,5 * Для конкретных

материалов (условий*) уточняется по таблицам. Чем более пластичный металл,

тем меньше минимальный радиус гибки и наоборот. Минимальный радиус гибки

зависит и от расположения линии гибки относительно направления проката

(расположения волокон макроструктуры); при параллельных линию гибки и

направлении проката - минимально допустимый радиус больше, чем при

взаимноперпендикулярном расположении направления проката и линии гибки,

когда получают наименьшую величину минимально допустимого радиуса гибки.

При промежуточной величине угла наклона линии гибки к направлению проката

надо брать промежуточные значения радиуса гибки, пропорциональные величине

угла. Для предупреждения образования отпечатков на полочках детали

необходимо назначать на кромках матрицы, по которым втягивается материал,

радиус не менее трех толщин.

Так как напряжения и деформации по толщине неодинаковы по величине и

знаку, то на основе закона о разгрузке, происходит уменьшение растянутой

части, и увеличение размера сжатой части заготовки. Это приводит к упругому

изменению угла гибки - пружинению, приводящему к уменьшению угла гибки

(рис.17). Одновременно происходит и увеличение радиуса гибки.

[pic]

Пружинение зависит от относительной величины радиуса пуансона r/s ,

материала детали, угла гибки и других факторов. Величина пружинения для

данных условие гибки постоянна. Величина пружинения может быть уменьшена

путем сжатия (правки) детали в штампе. При радиусах гибки менее r/s20 , m>0,7.

2.В первую очередь операцию вытяжки можно получить отношение высоты

детали (H) к диаметру (d) не более H/d3d при h>2d) ,

требующих большого количества операций.

4.Конфигурация деталей должна быть простой: дно - плоское или слегка

выпуклое в наружную сторону, фланец - плоский, боковые поверхности

цилиндрические, конические; Вместо конических с малым углом конусности

предпочтительнее цилиндрические поверхности.

5.Размеры деталей следует проставлять так : высоту-от дна детали,

радиусы закруглений между дном и стенкой - по внутренней поверхности,

радиус закругления между фланцем и стенкой - по наружной поверхности,

размеры выступов по высоте лучше проставлять между дном и ступенью снаружи.

6.Допуски на диаметры выпуклых деталей следует устанавливать не выше

12-13 квалитета точности.

7.Точность поперечного сечения деталей при комбинированной вытяжке

соответствует 6-9 квалитету точности, большая точность относится к деталям,

полученным с большой степенью деформации по диаметру.

8.Шероховатость поверхности деталей полученных комбинированной

вытяжкой и вытяжкой с утонением соответствует Ra=1,25-0,16 мкм; при

обычной вытяжке шероховатость на 1-2 интервала параметра шероховатости ниже

исходной.

Формовка.

Формовка - процесс изменения формы заготовки за счет местных

деформаций. К формрвке относятся операции:

1.рельефная формовка,

2.отбортовка отверстий,

3. закатка борта,

4. раздача,

5. обжим,

6. правка.

Рельефная формовка - операция, которая обеспечивает получение на

заготовках ребер жесткости различной формы (рис.25). При рельефной формовке

листового материала деформирование происходит за счет двухосного растяжения

(растяжения в плоскости листа), при этом материал значительно утоняется

(50%).

[pic]

Допустимая степень деформации определяется по формуле:

E=(l-lo)/l0<0,75? = 15-18% (18)

где lo и l -длина элемента до и после деформации операции, ? -

относительное удлинение материала при растяжении.

Отбортовка . Различают отбортовку отверстий и отбортовку наружного

контура.

Отбортовка отверствий - процесс формоизменения листовой заготовки, при

котором у отверстия получают борт (рис.26).

[pic]

При деформировании наблюдается растяжение в тангенциальном (окружном)

направлении и уменьшение толщины материала. Степень деформации определяется

коэффициентом отборки:

Kот=d/D

При (S/D)*100=2 , Kот=0,75 при сверлении отверстия и Kот=0,8 при

пробивке.

Допустимая степень деформации в значительной степени зависит от:

1) качества поверхности отверствия,

2)относительной толщины материала ,

3) материала и его состояния ,

4)формы рабочей части пуасона.

Чем меньше трещин на поверхности отверствия, чем меньше Kот.

У сверленных отверствий Kот меньше, чем пробитных. У пробитной детали

Kот значительно изменяется в зависимости от положения блестящего пояска

относительно матрицы. Если блестящий поясок будет в зоне наибольших

деформаций, то Kот меньше, чем при положении шероховатой части в зоне

наибольших деформаций.

Высота борта определяется как и при гибке (приближенно). Это возможно

благодаря тому, что материал утоняется. Наибольшая толщина у края борта

определяется выражением (на основе постоянства объема)

S1=So*(Kот)1/2 (20)

Разновидности отбортовки: отбортовка с утонением.

Отбортовка с утонением выполняется для получения более высоких буртов.

При отбортовке с утонением одновременно с образованием бурта толщина стенки

уменьшается.

Отбортовка наружного контура - это в сущности процесс неглубокой

вытяжки. К этому процессу относятся все характерные особенности вытяжки:

напряженное состояние, деформации и возможность гофрообразования.

Раздача - представляет собой процесс увеличения периметра поперечного

сечения трубчатой исходной заготовки (рис.27).

[pic]

Наименьшая толщина стенки прближенно определяется выражением

S1=So*(d/d1) (21)

Соотношение Kр=d/d0 называют коэффициентом раздачи, который может

достигать величины 1,6 при S/d=0,15 и угле а=20 грд. (рис.27).

Обжим - процесс уменьшения периметра поперечного сечения краевой части

полой заготовки (рис.28).

[pic]

При обжиме в заготовке возникают тангенциальные сжимающие напряжения,

в результате чего уменьшается периметр и уменьшается толщина заготовки.

Увеличение толщины заготовки у края можно определить из выражения,

полученного на основе условия постоянства объема:

Sоб=So?(D/d) (22)

В процессе обжима вертикальная часть детали имеет сжимающие

напряжения, под действием которых она может получить потерю устойчивости.

Для предупреждения потери устойчивости и увеличения коэффициента обжима

Kоб=D/d (23)

применяют подпор наружный, внутренний и одновременно оба.

Коэффициент обжима для мягкой стали:

|без подпора |подпор наружный |подпор внутренний |

| | |и наружный |

|0,7-0,75 |0,55-0,6 |0,3-0,35 |

Правкой называют операцию, при которой происходит увеличение точности

формы детали.

При операциях отрезки или вырубки, гибки и пробивки материал в очаге

деформации и вблизи него находится под действием изгибающего момента. Этот

изгибающий момент нарушает плоскостность полученных деталей, за счет

удлинения волокон на одной и укорочение волокон на другой сторонах детали.

Операция правки заключается в том, сделать все волокна одинаковой длины по

толщине металла (кроме зон гибки в гнутых деталях. Достигается это на

штампах (рис.29). Штампы для правки могут иметь:

плоские (гладкие) плиты,

точечные плиты,

вафельные плиты.

Шаг между выступами точечных и вафельных плит должен быть равен:

t=(0,5-0,9)S, давление правки от 50 до 300 мн/м2 (от 5 до 30 кГ/мм2). Плиты

должны быть массивными с тем, чтобы при правке они не прогибались.

Комбинированная штамповка.

Для получения производительности труда (в 3-10 раз), уменьшения

количества штампов и прессов в месте штамповки по отдельным операциям

применяют комбинированную штамповку. Комбинированная штамповка заключается

в одновременном выполнении нескольких операций в одном штампе. Существует

три способа комбинирования операций холодной штамповки: последовательный,

совмещенный и последовательно-совмещенный (рис.30).

[pic]

Отличие этих вариантов состоит в последовательности и месте выполнения

операций. При последовательном способе все операции выполняются

одновременно в последовательном штампе на разных позициях, причем число

переходов соответствует числу позиций. При совмещенном способе все операции

выполняются одновременно в одной и той же позиции штампа совмещенного

действия. При последовательно-совмещенном способе для одновременного

выполнения всех операций требуется позиций в инструменте меньше, чем

операций. Этот способ представляет комбинацию из первых двух.

Для выполнения технологических процессов используется материал в виде

полосы или ленты. Использование полосового или ленточного материала

позволяет в значительной мере механизировать и автоматизировать процесс

штамповки. Ширина полосы при наличии вытяжки в комбинированной штамповке

принимается несколько больше, чем это необходимо для получения детали с той

целью, чтобы можно было иметь перемычки между отдельными операциями для

перемещения всех полуфабрикатов на следующую позицию.

При выполнении формоизменяющих операций в ленте (полосе) часто

требуется специальная подготовка ленты (выполнение прорезей, вырубки

промежутков) для облегчения процесса деформирования материала.

Выбор способа штамповки определяется рядом факторов:

1.точностью изготовления детали (особенно получения соосности),

2.технической культурой инструментального производства,

3.конструкцией детали и пр.

В зависимости от сложности и размеров детали комбинированная штамповка

может быть однорядная и многорядная.

Точность комбинированной штамповки определяется точностью отдельных

элементов контура детали и точностью взаимного расположения этих элементов.

Точность отдельных контуров детали определяется точностью используемого

способа. Точность взаимного расположения отдельных элементов контура

определяется способом комбинированной штамповки: при совмещенной штамповке

- точностью взаимного расположения пуансонов и матриц; при последовательной

- точностью взаимного расположения пуансонов и матриц и точностью

оринтеровки (базирования) полуфабриката (заготовок) на каждом переходе,

обычно она соответствует 12-14 квалитету.

Штамповка в условиях мелко серийного производства.

При мелкосерийном производстве изготовляют от 3-5 до 20-10000 штук

деталей.

Использование в мелкосерийном производстве штампов серийного

производства, стоящих до 200-300 руб., экономически невыгодно и увеличивает

срок изготовления новых деталей (штамп серийного производства изготовляют

ориентировочно один месяц).

Для быстрого освоения новых изделий (опытных образцов) с минимальными

производственными затратами в условиях мелкосерийного производства

применяют два способа: штамповку на упрощенных штампах и на универсальных

штампах.

К штамповке на упрощенных штампах относят штамповку: а) на пинцетных

штампах, б) на литых штампах, в) на штампах с использованием полиуретана,

взрывчатых веществ, импульсного магнитного поля, взрыва газовых смесей,

электрогидравлического эффекта и др.

Пинцетные (листовые) штампы (рис.31) используют как для

индивидуальной, так и групповой штамповки деталей. Их применяют для вырубки

- пробивки, иногда для гибки, отбортовки, рельефной формовки.

[pic]

Литые штампы изготовляют из алюминиевоцинковых сплавов и используют

для гибочных, вытяжных, формовочных работ. Такие штампы допускают

многократное восстановление. Рекомендуют их армировать стальными вставками

в наиболее изнашиваемых местах.

Универсальные штампы требуют первоначально больших затрат на

изготовление, чем такого же назначения штампы серийного производства;

однако они быстро окупаются, так как используются для штамповки большой

номенклатуры деталей. По конструктивному оформлению они подобны штампам

серийного производства, однако, имеют некоторое отличие.

Универсальные штампы используют для двух видов штамповки:

1)поэлементной и 2)групповой штамповке.

Сущность метода поэлементной штамповки заключается в том, что контур

детали, разделенный на простейшие элементы (прямые, кривые, окружности и

др.) образуется последовательной штамповкой при помощи набора универсальных

штампов, установленных на прессах. Обязательным условием эффективного

использования штамповки является нормализация элементом геометрических форм

штампуемых деталей.

Последовательность изготовления детали показана на рис.32.

[pic]

Порядок операций должен так назначаться, чтобы последующие операции не

вызывали изменения положения уже изготовленного элемента контура

относительно базы.

Точность взаимного расположения элементов контура детали при

последовательной штамповке соответствует 12-14 квалитету.

Сущность групповой штамповки состоит в том, что, сгруппированные по

технологическим признакам детали (вытяжки, пробивки, и т.д.) обрабатываются

на групповых штампах, которые представляют собой штампы состоящие из двух

основных частей, блока и комплекта быстросменных наладок. Блок, включающий

плиты, направляющие элементы и элементы крепления штампа и зажима наладок,

закрепляется постоянно на прессе. Быстросменные наладки, выполняющие

функции ориентировки заготовки и формирования детали (вырубки, гибки,

вытяжки и т.д.) можно быстро (за несколько минут) заменять и таким образом

переналаживать штамп на выполнение другой операции.

Страницы: 1, 2