ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 29
Скачиваний: 1
Чистобоя штампобка
-...... f-------
1ита'мпо6ая зачистка
__L_ |
СоЬместная. ■ Т.- . |
||
Наружная |
наружная |
внутренняя |
|
зачистка |
зачистка |
||
н внутренняя |
|||
X |
! |
|
Фиг. 3. Классификация применяемых принципов зачистки
ПРОЦЕСС РЕЗАНИЯ ПРИ ЗАЧИСТКЕ ШТАМПАМИ
Работа зачистных штампов основана на принципе резания металла аналогично резанию резцом с той лишь разницей, что
в штампах чаще всего снимается стружка по замкнутому конту
ру. Угол заострения режущей кромки матрицы обычно равен 90°, но в ряде случаев более 90’.
Рассмотрим процесс резания зачистными штампами (см. фиг. 4).
При погружении изделия в матрицу 2, под действием пуансо на 1, режущая кромка матрицы врезается в металл, снимая его.
О. |
J. |
Л |
Фиг. 4.
а, б, |
в —три последовательных стадии |
образования стружки |
скалывания в |
про |
|||
цессе |
штамповой зачистки; |
г — образование |
последнего элемента стружки. В |
этой |
|||
стадии |
резания |
происходит |
«срубание» |
последнего элемента и |
возникновение |
шеро |
|
ховатого пояска |
у верхнего |
торца изделия; |
д — сечение стружки, образовавшейся |
при зачистке мягкой стали. Весь припуск преобразовался в один элемент, в после
дующий этап резания произошло «срубание» последнего |
элемента припуска (уве- |
|
лич.); е — сечение стружки скалывания, |
возникшей при зачистке латунной детали |
|
(увелич.); ж — сечение сливной стружки, |
образовавшейся |
при зачистке латунной |
детали |
(увелич.) |
|
Возникающие при этом деформации распространяются под уг лом сдвига 3, и по линии АВ происходит образование линии ска лывания, когда сжатие металла превысит его сопротивление сдвигу. Отделяющийся первый элемент ni, под действием поверх ности зачищаемого изделия, перемещается в радиальном направ лении по стрелке F (см. фиг. 4а), подвергаясь растягивающим
10
усилиям вдоль периметра. При дальнейшем погружении изделия в матрицу повторится смятие металла в зоне передней грани матрицы. Когда усилие сжатия снова' превысит сопротивление
металла сдвигу, по линии АВ отделится второй элемент п2, кото рый также будет перемещаться в радиальном направлении,
передавая усилие на первый элемент (см. фиг. 46).
Вследствие большого давления, возникающего на передней грани зачистной матрицы, частицы срезаемого металла спрессо
вываются, увеличиваются в основании и по высоте, образуя в се
чении форму треугольника.
Последний элемент стружки отделяется от зачищаемой дета ли несколько иначе, чем в начале и середине процесса резания. В конце зачистки, ввиду отсутствия противодавления со стороны верхнего слоя стружки, последний элемент пк (фиг. 4г) скалы вается не под углом р, как это было ранее указано, а выруба ется с очень малым зазором (между пуансоном и матрицей), что приводит к образованию вырывов в теле детали. Их величина бу дет тем больше, чем больше припуск на зачистку при прочих равных условиях. Поэтому у большинства зачищенных деталей
вверхней плоскости изделия имеется шероховатый поясок. При зачистке вязких металлов (мягкая сталь, медь и т. п.)
стружкообразование значительно отличается от описанного вы ше. На фиг. 4д показано сечение стружки, образовавшейся в кон
це процесса зачистки изделия из мягкой стали. Как видно из ри-
Фиг. 5.
а — первая стадия процесса штамповой зачистки |
матри |
|||
цей |
с |
заваленной кромкой. |
Величины h и а |
приве |
дены |
в |
тексте; б — последняя |
стадия зачистки |
матри |
цей с заваленной кромкой. Несмотря на возникновение вырывов, поверхность среза получается чистой ввиду образующегося припуска по сечению АВС
11
сунка с самого начала резания до конца зачистки идет процесс смятия металла. При этом образуется один элемент стружки по всему контуру.
Взависимости от рода материала, величины припуска и дру гих факторов образующиеся элементы стружки могут, отделяясь,
разрываться или сохранять монолитность. На радиальное пере мещение стружки, и ее разрыв тратится дополнительная энергия.
Впроцессе зачистки у более твердых и хрупких материалов обычно образуется стружка скалывания. В то же время при очень малых припусках может образоваться сливная стружка.
После зачистки штампами, в зависимости от величины припу
ска и рода материала, образуется различная степень чистоты.
На фиг. 4е, ж показано поперечное сечение стружки, образо вавшейся при зачистке латунных деталей. Как видно из рисунка,
формы стружек скалывания и сливной подтверждают высказан ное выше теоретическое положение о процессе резания в зачист ных штампах.
Практикой установлено, что наилучшие результаты по каче ству зачистки стальных деталей можно получить, применяя мат
рицу с |
заваленной кромкой, как показано на фиг. 5а. |
В этом |
|||||||
|
|
|
случае процесс обработки рас |
||||||
|
|
|
членяется на две фазы: |
|
|||||
|
|
|
1. |
На |
передней |
скошенной |
|||
|
|
|
кромке происходит обжатие ме |
||||||
|
|
|
талла по сечению АВС. При этом |
||||||
|
|
|
металл уплотняется при скольже |
||||||
|
|
|
нии по кромке АВ и дальнейшем |
||||||
|
|
|
движении |
|
через |
шейку |
матри |
||
|
|
|
цы ВД. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. В верхней плоскости мат |
||||||
|
|
|
рицы |
(зона А) происходит струж- |
|||||
|
|
|
кообразование по законам, опи |
||||||
|
|
|
санным выше. Однако возникаю |
||||||
|
|
|
щие теперь |
линии |
скалывания |
||||
|
|
|
каждого элемента не выходят за |
||||||
|
|
|
пределы |
окончательно |
обрабо |
||||
|
|
|
танной детали, так как рабочая |
||||||
|
|
|
кромка матрицы (точка А)значи |
||||||
|
|
|
тельно смещена в радиальном на |
||||||
Фиг. 6. Элементы металла, |
правлении от центра детали. По |
||||||||
этому |
поверхность, |
зачищенная |
|||||||
расположенные |
в зоне. АВС, |
на штампе со скошенной |
(разва |
||||||
при перемещении через отвер |
|||||||||
стие _ матрицы, |
огибая ее ра |
ленной) кромкой, |
у стальных де |
||||||
бочий профиль, совершают три |
талей |
получается |
значительно |
||||||
поворота. Напряженное состо |
чище |
(на |
1—2 класса), чем при |
||||||
яние |
тела |
характеризуется |
обычной режущей |
кромке. |
|||||
тремя направлениями: ради |
|||||||||
альное |
аг, осевое аг и сжатие |
В |
конце |
стружкообразования |
|||||
|
по окружности ц |
последний |
|
элемент |
вырубается |
12
(см. фиг. 5 б), направление линий скалывания меняется, и созда
ется возможность образования шероховатого пояска. В зоне кром ки АВ напряженное состояние тела характеризуется тремя на
правлениями: |
радиальным аг, осевым az и сжимающим по |
окружности at |
(см. фиг. 6). Элементы металла, расположенные в |
зоне АВС, в |
процессе перемещения через отверстие матрицы, |
огибая рабочий профиль последней, совершают три поворота.
Первый — в |
зоне радиуса скругления (точка А), второй — в |
конце конуса |
(точка В) и третий — при выходе из шейки матри |
цы (в точке С).
Кроме того, во внешних слоях обрабатываемой детали, при ее перемещении вдоль оси отверстия матрицы, в верхней зоне кону
са АВ имеет место встречное перемещение частиц металла в направлении к точке А.
Угол развала г «С 6°, высота h, на которой расположена кромка АВ, зависит от толщины изделия и обычно составляет
0,2S А 0,5S, |
где S—толщина зачищенной детали. |
|
|||||||
В таблице 1 приведены рекомендации автора по выбору вели |
|||||||||
чин a, h и г, |
составленные |
на |
базе |
длительного |
производ |
||||
ственного опыта. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица I |
|
Выбор оптимальных величин а |
и h для зачистных матриц с разваленной |
||||||||
|
|
кромкой (см. фиг. 5) |
|
|
|||||
Толщина изделия |
Угол |
развала |
а Величина h, |
мм |
Г |
||||
из стали, |
мм |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
до 0,5 |
|
. |
6° |
|
|
0,3 |
1 |
0 3h |
|
св. 0,5 до 1,0 |
|
|
6°00' |
|
0,3-0,5 |
|
|
||
св. 1,0 до 2,0 |
|
|
6°00' |
|
0,6—0,8 |
| |
0,2h |
||
св. 2,0 до 3,0 |
|
|
7°00' |
|
0,9-1,0 |
|
|
||
св. 3,0 до 4,0 |
|
|
7°30' |
|
1,1—1,5 |
|
|
||
св. 4,0 до 5,0 |
|
|
7°30' |
|
1,6—1,8 |
|
|
||
св. 5,0 до 6,0 |
|
|
7°30' |
|
1,9—2,5 |
|
0, lh |
||
св. 6,0 до 7.0 |
|
|
7°30' |
|
2,6-3,0 |
|
|||
св. 7,0 до 8,0 |
|
7°30' |
|
3,1—4,0 |
|
|
|||
св. 8,0 до 10,0 |
|
|
8° |
|
|
4,1—5,5 |
|
|
|
Примечание, |
я и h установлены с |
таким расчетом, чтобы величи |
|||||||
на обжатия металла |
находилась в |
пределах |
0,044-0,8 мм. |
|
Можно выполнять зачистку по внешнему и внутреннему кон турам раздельно или путем совмещения операций. Известны не сколько методов зачистки контура и отверстий путем совмеще ния с операцией вырубки. ■
Кним относятся:
1)вырубка с зачисткой пуансоном полнее матрицы;
2)вырубка с зачисткой с разваленной кромкой матрицы;
2 Б. И. Шишков. |
13 |
3)вырубка с зачисткой двумя матрицами;
4)пробивка отверстий с зачисткой пуансоном с заваленной
кромкой или заточенным под угол 60—90°.
Сущность этих операций заключается в том, что специальной
конструкцией пуансонов и матриц достигается вырубка заготов ки с припуском на зачистку. При дальнейшем проталкивании детали через матрицу происходит ее зачистка за счет срезания
или обжатия припуска.
При вырубке с одновременной зачисткой цветных металлов
и сплавов (медь, латунь, алюминий и его сплавы, нейзильбер и т. д.) пуансоном полнее матрицы процесс вырубания и зачистки
происходит, как показано на фиг. 7 а.
Так как пуансон не доходит до кромки матрицы на 0,1— 0,2 мм, то зачищенная деталь выталкивается из матрицы после
Фиг. 7. Чистовая вырубка
а — вырубка с зачисткой пуансоном полнее матрицы цветных металлов и сплавов.
Угол заострения режущей кромки матрицы |
а - 90°; б — вырубка с зачисткой |
|||||
мягкой стали; пуансон полнее |
матрицы с заваленной кромкой матрицы; |
в — вы |
||||
рубка с зачисткой |
деталей |
из |
алюминия и стали |
матрицей с заваленной |
кромкой |
|
и пуансоном, входящим в |
матрицу; г — вырубка с |
одновременной зачисткой двумя |
||||
матрицами: 1—пуансон; 2 — матрица вырубная; |
3—столбик вырубленных деталей, |
|||||
4 — матрица |
зачистная; |
5 — нож, рассекающий стружку; 6 — стружка |
14
дующей деталью. Вырубка с зачисткой -пуансоном полнее матри цы даетудовлетворительные результаты для нивкоуглеродистых нелегированных сталей. Вырубка с зачисткой сталей, алюминия и других пластичных металлов получается удовлетворительной, если кромка матрицы развалена и притуплена (фиг. 76).
Вырубка с зачисткой сопрягающимся пуансоном изображена на фиг. 7в. В этом случае пуансон пригоняется к матрице на плотное скольжение с самым минимальным зазором.
Все мёталлы, которые хорошо обрабатываются резанием,
можно вырубать с одновременной зачисткой на штампах с двумя
матрицами (фиг. 7г).
Пробивка отверстий с одновременной зачисткой может осуще
ствляться ступенчатым пуансоном,с заваленной и притупленной кромкой или с торцовой поверхностью по форме остроконечного конуса (фиг. 8а,б,в,г,). При ступенчатом пуансоне зачистка осу-
Фиг. |
8. Пробивка отверстий, совмещенная с очисткой |
|||
а — пробивка с |
одновременной зачисткой ступенчатым пуансоном; |
б, в — последо |
||
вательные этапы |
пробивки |
с зачисткой |
конусным пуансоном; г — пробивка с зачи |
|
|
сткой |
(обжатием) |
заостренным пуансоном |
• |
ществляется за счет срезания припуска по сечению ABKiC, обра зующегося вследствие того, что линии скалывания при вырубке возникают между кромками первой плоскости Ki—K'i и кром кой матрицы (фиг. 8а).
Во втором случае процесс образования отверстия проходит в- ^ва этапа: фиг. 86.—погружение пуансона в металл с высадкой последнего в отверстие без образования линий скалывания;: фиг. 8в—возникновение линий скалывания, после соединения ко- 'торых идет процесс дернования остальной части отверстия.
В зависимости от рода материала и его толщины, угла зава ла кромки матрицы первый этап процесса вырубки может про
должаться до погружения пуансона на 'А—2/з S (толщины).
Аналогичный процесс деформации возникает при пробивке отверстий пуансоном, заостренным под углом 60-90°, с той лишь
разницей, что линии скалывания возникают между точками пуан сона AAi (фиг. 8 г) после его погружения в металл на 0,75-УО,9 S. Здесь большая часть отверстия формируется при деформации
высадки.
Чистовая пробивка конусными пуансонами выполняется успе
2* |
15 |
шно в штампах совмещенного действия, когда изделие в процес се формоизменения находится в зажатом состоянии под дейст вием мощных буферных пружин.
Чистота пробитых отверстий, описанными выше способами, может быть доведена до VVV 9— VWV Ю, 13 зависимости от чистоты поверхности вырубного пуансона.
РАСЧЕТ УСИЛИЯ И МОЩНОСТИ ПРЕССА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ
ШТАМПОВОЙ ЗАЧИСТКИ
Усилие, необходимое для зачистки изделия, складывается из: 1) усилия, потребного для отделения элемента стружки с мак
симальным сечением;
2) усилия, потребного для смятия, растяжения и разрыва эле мента стружки с максимальным сечением;
3) усилия, необходимого для преодоления трения при протал кивании изделий через рабочее отверстие матрицы, а также уси лия трения стружки при ее перемещении по зеркалу матрицы.
Вполне очевидно, что трение, возникающее при проталкива нии зачищенной детали через матрицу, будет также зависеть от высоты рабочего отверстия матрицы и рода металла.
Расчет усилия, потребного для зачистки, легко осуществляет
ся по приведенной ниже формуле, разработанной автором.
Р3=Ь-Д-аср(1 + С) кг, |
(1) |
где Р3 — усилие зачистки в кг.
L — периметр зачищаемого изделия для окружности L =т. d
вмм.
д—суммарный припуск, снимаемый при зачистке в мм.
сср—сопротивление срезу, кг/мм2.
С — поправочный коэффициент, определенный эксперимен тальным путем.
В таблице 2 приводятся данные значения коэффициента С.
Таблица 2
Значение коэффициента С
|
|
|
|
|
С |
|
|
Наименование металла |
|
для матриц с уг |
для матриц с раз |
||||
|
|
|
|
лом заострения 90° |
валенной кромкой |
||
Латунь ЛС-62............................ |
|
- . |
1,5 |
|
|
||
Латунь ЛС-63................................. |
|
|
1.5 |
|
|
||
Нейзильбер |
МНЦС 63-17-18-2 . . |
1,0 |
|
3,6 |
|||
Алюминий AMIII........................... |
|
|
. 3,5 |
|
|||
Алюминий АВЧ ........................... |
|
|
3,8 |
|
4,0 |
||
Сталь У10А.................................. |
|
|
1,0 |
|
1,4 |
||
Сталь низкоуглеродистая 2—3 |
1.2 |
|
1,5 |
||||
Примечание. Алюминий AMIII |
и АВЧ — новый, eiце |
не остирован- |
|||||
ный сплав, |
применяемый |
в |
приборов'гроении. |
Приведет1ые |
коэффициенты |
||
действительны для матриц |
с |
высотой |
>абочего |
отверстия |
44- 5 мм. |
16