Технологические операции листовой штамповки и применяемые штампы

Технологические операции листовой штамповки можно разделить на две группы: разделительные (отрезка, вырубка, пробивка, надрезка, отрезка) и формоизменяющие (гибка, вытяжка, обжим, формовка и др.).

Ножницы с параллельным расположением режущих кромок ножей применяются только для резки тонкого материала. В гильотинных нож­ницах режущие кромки ножей 1 и 2 (рис. IV.31, а) с целью уменьшения усилия резания наклонены друг к другу под углом створа. Необходимая ширина заготовки 3 устанавливается по упору 4. Перед началом отрезки разрезаемый лист закрепляется прижимом 5.

На дисковых ножницах листовой материал подается и разрезается на части вращающимися дисковыми ножами (рис. IV.31, б). Рез может быть прямолинейным и криволинейным.

Для получения качественной поверхности среза зазор между режу­щими кромками ножей должен составлять 3—5 % от толщины разрезае­мого материала.

2. Вырубка (вырезка) и пробивка представляют собой резание по
замкнутому контуру и отличаются только назначением. При вырубке
деталь 9 (рис. 1У.31, в) отделяется от заготовки 8, а при пробивке в детали
9 (рис. IV.31, г) образуется сквозное отверстие с удалением части мате-
риала 10 в отход. При этом пуансон 7 и матрица 6 работают как ножи замк-
нутой формы. Для получения чистой поверхности среза рабочие кромки
пуансона и матрицы должны быть острыми, а также необходимо выдер-
жать определенный зазор между пуансоном и отверстием матрицы. Вели-
чина зазора зависит от свойств штампуемого материала, толщины листа
и требований, предъявляемых к поверхности среза. Усилия вырубки
и пробивки прямо пропорциональны периметру среза, толщине листа и
пределу прочности штампуемого материала.

Разновидностями пробивки являются надрезка с целью образования в штампованных деталях язычков, лапок и т. п. (рис IV. 31, д), а также обрезка неровных краев у полых деталей после вытяжки, отбортовки.

3. Штампы для вырубки и пробивки могут быть простого действия,
на которых выполняют только одну операцию, и многооперационные.

На рис. IV.32 показан многооперационный штамп последовательного действия для изготовления шайб из полосы. В нем за один ход ползуна выполняются две операции: пробивка отверстия одной детали и вырубка контура другой. Нижняя плита штампа / болтами крепится к столу, а верхняя плита 2 с помощью хвостовика 3 — к ползуну пресса. На ниж-

В мелкосерийном производстве широко применяются универсальные переналаживаемые штампы со сменными пуансонами и матрицами, изме­няя наладку которых можно изготовлять разные детали.

4. Гибка является одной из наиболее распространенных формоизме­няющих операций холодной штамповки. Она характеризуется узким участком деформации в месте контакта с пуансоном, на котором располо­женные внутри угла гибки волокна сжимаются, а наружные — растяги­ваются. Поэтому длина заготовки для деталей, получаемых гибкой, рассчитывается по средней линии.

При гибке деталь пружинит (частично восстанавливает форму после снятия нагрузки), что требует корректировки размеров штампа или по­следующей калибровки. Угол пружинения зависит от свойств материала, его толщины и отношения радиуса гибки к толщине листа и для разных сталей находится в пределах 1—8°. Минимальный внутренний радиус гибки —0,1—2 толщины листового материала.

Гибочные работы отличаются большим разнообразием (рис. IV.33, а) при большом разнообразии конструкций штампов. На рис. ^.33, б показана схема гибки втулок. Сначала происходит предварительная гиб­ка заготовки между матрицей / и оправкой 2. Затем подвижная полумат­рица 3 формует левую, а неподвижная полуматрица 4 — правую полки

5*

заготовки. При нижнем положении ползуна пресса втулка окончательно обжимается полуматрицами на оправке.

5. Вытяжка — получение полой детали замкнутого контура из плос­кой листовой заготовки. Вытяжкой можно получать детали из листа толщиной от 0,02 до 30 мм и с размерами от десятых долей миллиметра до нескольких метров: кузова легковых автомобилей, посуду, гильзы, колпачки, коробчатые детали и т. п. (рис. IV.34, а). При отношении высоты детали к диаметру Ш (для цилиндрических деталей) менее-0,6

возможна вытяжка за один проход, при больших значениях к1й число проходов также возрастает (при Н1й = 12 их надо 6). Отношение внешнего диаметра детали 5 (рис. IV.34, в) к диаметру заготовки / называется коэф­фициентом вытяжки. Для первого прохода его принимают 0,5...0,6, а для последующих 0,7—0,8. При изготовлении деталей/типа тел вращения заготовка имеет форму круга. Диаметр заготовки рассчитывается, исхо­дя из равенства поверхностей: О = 1,13 У ИМ, где 1,М —сумма эле­ментарных поверхностей М_и М₂, составляющих вытягиваемую де­таль.

Различают вытяжку без утонения стенок и с утонением.

Вытяжкой без утонения стенок получают полую деталь из листа без изменения его толщины. Она может быть прямая и обратная. При прямой вытяжке из плоской заготовки / (рис. IV.34, б) цилиндрической полой детали пуансон 4 при рабочем ходе проталкивает заготовку 1 в матрицу 2, превращая ее в полый колпачок. Заготовка прижимается к матрице 2 прижимным кольцом (складкодержателем) 3, которое предотвращает образование складок и может работать от пружины, резины, пневмо-или гидросистемы. Давление прижима составляет 1—3 МПа. При обрат­ном ходе пуансона нижний край матрицы действует как съемник. В мес­те А все-таки происходит утонение стенки, величина которого находится в пределах 10—25 %. Величина зазора между пуансоном и матрицей со­ставляет обычно 1,2—1,3, а для окончательного перехода — 1,1 от тол­щины листа.

Обратная вытяжка применяется для получения деталей с двойной стенкой при объединении двух вытяжных операций в одну. На рис. IV.34, г приведена^ схема обратной вытяжки для получения деталей с двойной стенкой и высоких деталей. Заготовка устанавливается на мат­рице 2 и прижимается складкодержателем 3. В начале рабочего хода ползуна пуансон-матрица 6 вытягивает в матрице 2 колпачок большого диаметра, а затем пуансон 7 превращает его в деталь. В зависимости от длины хода пуансон-матрицы 6 может быть получена деталь с одной или с двойной стенкой.

Вытяжка с утонением применяется как дополнительная операция для увеличения длины вытянутой детали за счет утонения боковых сте­нок. Это достигается тем, что зазор между пуансоном и матрицей выби­рается меньшим толщины стенки исходной заготовки, а рабочее отверс­тие матрицы — коническое. При рабочем ходе ползуна пуансон 3 (рис. IV.34, д) проталкивает заготовку в виде колпачка через одну или две матрицы 2. Непосредственно за матрицей установлен съемник 9 с подвижными кулачками, которые охватывают пуансон. При обратном ходе пуансона деталь упирается в съемник и снимается с пуансона. Допустимое уменьшение толщины стенок за один переход составляет 40—60 %.

6. Формовка — общее название операций, характеризуемых местным изменением формы заготовки. К ним относятся: обжим, рельефная фор­мовка, разбортовка и другие.

Обжим — местное уменьшение поперечного сечения полых деталей или труб. Штамп для обжима состоит из подвижной или неподвижной матрицы / (рис. 1У.35, а) и втулки 2. Величина обжима за один переход составляет 20—30 %.

а 6 6 г

Рис. IV.35, Формовка деталей из листа.

Рельефная формовка осуществляется местным растяжением материа­ла и применяется для придания жесткости детали, выдавливания высту­пов, упоров, фиксаторов, гофрирования мембран (рис. IV.35, б).

Формовка растяжением (выпучивание) — процесс получения полых деталей типа фасонных колпачков, сильфонов растяжением трубчатых заготовок в штампах с раздвигаемыми жидкостными или резиновыми пуансонами 3 (рис. IV.35, в) и разъемными матрицами 4.

Разбортовка — образование борта в заготовке с отверстием (рис. IV.35, г). Она может производиться с утонением и без утонения сте­нок. При разбортовке мелких отверстий стремятся совмещать ее с про­бивкой.