Файл: Повышение стойкости штампов для холодной штамповки обзор М. Е. Зубцов, доцент, канд. техн. наук Общество по распространению политических и научных знаний РСФСР [и др.].1960 - 4 Мб.pdf

Сборку вырубных штампов следует производить по специально изготовленным точным шаблонам, одна сторона которых имеет выступ и входит в отверстие матрицы, а вторая, наоборот, имеет углубление, по которому центрируется и устанавливается пуансон.

Практикой установлено, что чистота поверхности рабочих ча­ стей вырубного штампа должна быть следующая: для штам­ повки— вырубки тонких материалов толщиной до 1,2—1,5 мм по­ верхность рабочих частей штампа должна обрабатываться с чи­ стотой 9—8 классов чистоты по ГОСТ; для штамповки материалов толщиной свыше 1,5 мм чистота поверхности может быть соответ­ ственно снижена до 7 класса чистоты.

Изготовление и сборка гибочных, вытяжных и формовочных штампов

Для, гибочных и вытяжных штампов весьма важными факто­ рами, влияющими на их стойкость, являются радиусы закруглений рабочих кромок матрицы, пуансона и прижимного кольца и зазоры между ними. Несоблюдение при изготовлении штампа заданных размеров приводит к снижению стойкости инструмента.

При изготовлении этих штампов следует обратить внимание на то, чтобы сопряжение закругленных кромок и рабочих поверхно­ стей матрицы, пуансона и прижимного кольца (особенно для вы­ тяжных штампов) было бы плавным, без наличия уступов или углублений. Не рекомендуется иметь уширение вытяжного от­ верстия матрицы к верхней и к ‘нижней ее плоскостям. Распреде­ ление зазора по контуру вытяжки должно быть строго равно­ мерным.

При сборке штампа следует соблюдать соосность пуансона, матрицы и прижимного кольца; горизонтальные плоскости их должны быть параллельно расположены.

Для вытяжных и формовочных штампов исключительнее зна­ чение для увеличения стойкости инструмента имеет чистота обра­ ботки рабочих поверхностей штампа. С этой целью такие штампы после шлифовки подвергаются полировке с доведением чистоты их рабочих поверхностей до 10—9 классов чистоты, за исключением поверхности вытяжного пуансона в месте перехода от тооца к стенкам, которая для увеличения полезной силы трения обра; батывается менее чисто (3—4 классы чистоты).

На стойкость вытяжных штампов и в особенности вытяжных матриц в сильной степени влияет направление штрихов (рисок) после шлифовки. Оставшиеся поперечные риски на стенках рабо­ чего отверстия матрицы после обычной круглой шлифовки, кото­ рые расположены перпендикулярно к направлению перемещения материала при вытяжке, несколько увеличивают износ матриц.

В настоящее время за рубежом появились специальные станки для шлифовки и полировки вытяжных матриц с помощью гибкой

70

абразивной ленты, движущейся в вертикальном направлении, что обеспечивает продольное расположение штрихов. На подобных станках можно обрабатывать матрицы с диаметром рабочего от­ верстия 8—300 мм и наружными диаметрами до 480 мм. По дан­ ным заводов изготовителей этих станков применение их повышает стойкость вытяжных штампов на 30—40% [2, 12].

Изготовление и сборка штампов для объемной штамповки

Обработка полостей штампа для объемной формовки и тем более сложной формы на металлорежущих станках во многих случаях представляет большие трудности, так как это связано с большим количеством слесарных работ. Кроме того, такая обработка яв­ ляется неблагоприятной с точки зрения стойкости штампов, ибо здесь происходит перерезание волокон металла, что приводит к бо­ лее быстрому износу их. Все это значительно удорожает стои­ мость изготовления штампов. Поэтому наиболее рационально изго­ товлять подобные штампы путем выдавливания на гидравличе­ ских прессах. В качестве инструмента для выдавливания углубле­ ний в матрицах и в выталкивателях (оформляющих полость) слу­ жит мастер-пуансон, изготовленный из стали Х12ТФ и Х12М.

Вытеснение больших масс металла производится с нагревом заготовки, который Лучше всего производить с помощью токов вы­ сокой частоты [21]. Такой способ создает вокруг зоны выдавлива­ ния жесткий пояс из холодного металла, что противодействует те­ чению металла в стороны.

Выдавливание небольших масс металла производится в холод­ ном состоянии. Этот способ позволяет получить более точные по­ лости (3—4 класса), чем при выдавливании в свободном состоя­ нии (4—5 класса [36]). Чистота поверхности полости после холод­ ного выдавливания ее полированным мастер-пуансоном при усло­ вии предварительно отполированной поверхности заготовки полу­ чается 9—10 класса чистоты.

Прочность матриц со сквозной полостью можно увеличить по­ средством запрессовки с очень большим натягом в специальную закаленную обойму. Для этой цели матрицы выполнены в виде вы­ соких, сменных, сравнительно тонких втулок, имеющих наружный конус 1°, которые запрессовываются в нагретую промежуточную или в наружную обойму, обеспечивая натяг горячепрессовой по­ садки. При такой конструкции в матрице создаются большие сжи­ мающие напряжения, компенсирующие растягивающие напряже­ ния, возникающие в процессе объемной штамповки. Применение подобного метода позволило повысить стойкость матриц для объемной формовки в 1,5—2 раза и экономить дорогостоящую ле­ гированную сталь.

' При изготовлении’штампов для холодного (ударного) выдав­ ливания для повышения их стойкости рекомендуется,-чтобы поли­

71

ровочные риски были расположены в продольном направлении — в сторону течения металла при штамповке.

Большое значение для повышения стойкости штампов для объемной штамповки имеет чистота поверхности их рабочих ча­ стей, для чего после термической обработки они подвергаются тщательной полировке с доведением чистоты до 12—14 класса чистоты.

Большой интерес с точки зрения изготовления и сборки шгам; пов (главным образом, вырубных) представляет новая организа­ ционная схема производства штампов, разработанная на заводе им. Козицкого [55].

14. Условия эксплуатации штампов и характер организации штампового хозяйства и их влияние на стойкость.

Условия эксплуатации штампов

На стойкость штампов оказывает влияние не только качество изготовления и сборки, но и условия эксплуатации Штампов.

Косновным из этих факторов относятся:

1)качество поверхности листа и его цодготовка к штамповке;

2)смазка материала и штампа;

3)конструкция п состояние пресса;

4)установка и крепление штампов.

Качество поверхности листа и его подготовка к штамповке.

В целях предохранения штампов от преждевременного износа необ­ ходимо применять металл с чистой поверхностью. Наличие ока­ лины или песка на поверхности заготовки вызывает повышенный износ штампор. Заготовка перед штамповкой должна быть под­ вергнута травлению в соответствующих кислотах с последующей промывкой в холодной и горячей воде и нейтрализацией в слабых щелочных растворах при температуре 60—-70° [14 и 25].

Смазка материала и штампа. Смазка при вырубных операциях оказывает влияние на усилие проталкивания детали, а следова­ тельно, и на общее усилие вырубки. На основании проведенных нами исследований можно заключить, что при работе без смазки усилие на проталкивание возрастает на 30—40% по сравнению с проталкиванием со смазкой, что бесспорно влияет и на стой­ кость штампа.

Смазка повышает стойкость вырубного инструмента еще и по­ тому, что она охлаждает режущие кромки пуансона и матрицы, которые во время работы заметно нагреваются. Проведенные опыты в этой области показывают, что при вырубке материалов толщиной до 2 мм стойкость штампов с применением смазки по­ вышается на 20—30% и больше (рис. 48). В качестве смазки при вырубке стальных материалов служит машинное или веретенное масло, для латуни и бронзы — мыльная эмульсия.

72

Для легких гибочных работ применяются машинное и сурепное масла, а также смесь крепкого мыльного щелока с машинным или. трансформаторным маслом. Для тяжелых гибочных работ следует применять такие же смазки, как и для вытяжных операций.

Для вытяжных и формовочных штампов смазка уменьшает трение между заготовкой, прижимным кольцом п поверхностью рабочего инструмента, облегчает съем и выталкивание изделия из штампа и охлаждает штамповочный инструмент. Все эти благо­ приятные условия для процесса штамповки способствуют увели­ чению стойкости формоизменяющих штампов в 2—3 раза.

В качестве смазочного ма­ териала при вытяжных и фор­ мовочных операциях могут при­ меняться различные вещества: мыльная вода, машинное и су­ репное масла, вазелин, сало, графит, тальк, а также их сме­ си в различных пропорциях.

Различают смазки без на­ полнителей и смазки с напол­ нителями. Опыты показывают, что наилучшие результаты да­ ют порозаполняющие и сильно прилипающие смазки с напол­ нителем, как, например, смеси с графитом, мелом, тальком и др. При этом в зависимости от Толщины штампуемого мате­

ных материалов применяют смазку следующего состава

(без графита): масло веретенное «3» 52—54%, мылонафт 20%,тальк в порошке 18—20%, гипс формовочный 2,5%, каолин или древес­ ная мука (хвойной породы) 5—6%.

73