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

В целях облегчения съема детали с пуансона после вытяжки И уменьшения его износа в нем имеется ^санал, который сообщается с окружающим воздухом. Если отношение высоты изделия к диа­

торый служит для предотвращения образования складок.

Форма (профиль) рабочих частей штампа может быть выпол­ нена с закруглением (рис. 17, слева) и со скосом (рис. 17, справа). Вопрос о выборе их профиля решают следующим образом. При вытяжке сравнительно небольших деталей (d < 50 мм)'. деталей с широким фланцем и сложной формы, рабочие кромки штампа выполняют с закруглением; для средних и больших цилиндриче­ ских деталей, особенно из тонколистовой стали и из цветных ме­ таллов и их сплавов (для изделий типа посуды), рабочие кромки делают со скосом под углом (к вертикали), равным 45 или 55°.

Угол наклона в 45° упрощает процесс изготовления штампа и обеспечивает хорошую его стойкость. С уменьшением угла наклона появляется возможность заклинивания полой заготовки в конусе матрицы под прижимом. Это приводит к образованию разрывов или сдиранию металла с поверхности участка заготовки, зажатого между матрицей и прижимом, и к уменьшению стойкости штампов.

30

Угол наклона в 55° обеспечивает надежное центрирование по­ лой заготовки при установке ее на матрицу, исключает образова­ ние косых деталей при вытяжке и предотвращает заклинивание стенок заготовки в конусе матрицы, что приводит к повышению стойкости штампов [40].

Разность между углами наклона захода матрицы и конуса прижима (погрешность заправки) должна быть наименьшей (не более 30'). Зазор между стенками полой заготовки и прижимом должен быть небольшим, только лишь достаточным для обеспе­ чения свободного вхождения прижима в заготовку. При вытяжке деталей с широким фланцем во избежание чрезмерного возраста­ ния давления прижима Q необходимо уменьшить контактную пло­ щадь прижима, что достигается применением буртика на матрице (рис. 21, слева) или выточки на прижиме (рис. 21, справа). Вы-

Рис. 23. Конструкция перетяжных ребер в вытяжных кузовных штампах.

сота буртика или выемки С = (0,2—0,5) s. В тех случаях, когда, наоборот, необходимо искусственно увеличить сопротивление пе­ ремещению материала между матрицей и прижимом, на матрице делают ребра (буртики), а на прижиме встречные им углубления (рис. 22). Радиусы закругления их гМ(5 берут равными 4—6 $, а вы­

соту буртика п6 & (3-н5) s.

Вавтомобильном производстве при штамповке деталей кузова

ввытяжных штампах (на наиболее трудных участках) ставят не­

сколько ребер —два или три [25, 29].

Как правило, ребра закрепляют на прижиме, а на матрице де­ лаются соответствующие выемки для них (рис. 23),

31

Зазоры между матрицей и пуансоном вытяжных штампов. Ве­ личина зазора влияет на основные элементы вытяжки, как-то: на усилие и затрачиваемую работу при вытяжке, на качество вытяги­ ваемых изделий (одинаковая толщина стенок и гладкая их поверх­ ность), а также и на стойкость штампа.

При малых и в особенности при отрицательных зазорах (в слу­ чае вытяжки с утонением, где удельное давление доходит до 50—80 кг/мм2) процесс деформации усложняется добавочным уто­ нением материала в зазоре, которое вызывает не только резкое повышение силы трения, но и увеличение общего усилия вытяжки и износа штампа [7, 27].

При малых зазорах получается также более интенсивное при­

ния происходит местный разогрев и 'прилипание частиц, так как теплота не успевает отводиться стенками матрицы), которые и вы­ зывают появление на поверхности матрицы продольных царапин (рисок). Последние ухудшают качество изделий и увеличивают износ штампа.

При больших зазорах возникает опасность появления складок, которые также вызывают появление рисок и углублений на по­

верхности матрицы, вследствие чего износ штампа также увеличи­ вается.

Таким образом, как в первом, так и во втором случаях стой­ кость штампа будет ниже, чем при нормальном (оптимальном) зазоре.

В среднем величины оптимальных зазоров при вытяжке соста­ вляют: при вытяжке из мягкой стали для первой операции 1,35—1,50 s, для последующих операций 1,20—1,30 з; при вытяжке из алюминия и латуни соответственно 1,30—1,40 з для первой опе­ рации и 1,20^-1,25 s для последующих операций. Калибровочная (последняя) операция осуществляется при зазорах 1,0—1,1 з.

На некоторых заводах, в частности при изготовлении глубокой посуды из цветных металлов (завод «Красный выборжец»), с целью получения гладкой поверхности изделия принято, наобо­ рот, на последующих операциях увеличивать зазор, принимая его для первой 1,20—1,30 s, а для последующих 1,25—1,35 s.

При вытяжке глубокой стальной посуды из тонколистового ма­ териала на прессах двойного действия при помощи штампов из чугуна наибольшая стойкость их щолучаетсяфЮ]: на первой опера­ ции при зазорах (на одну сторону) zB = (1,40—1,50) з; на второй и последующих операциях — при zB = (1,55—1,65) з.

Для вытяжки с утонением материала величина зазора будет отрицательной и берется в следующих пределах:

причем для цветных металлов можно брать меньшие, а для ста­ ли— большие зазоры.

32

У вытяжных штампов, служащих для изготовления изделий с угловыми очертаниями (коробчатой формы), зазор по контуру вытягиваемого изделия должен быть принят неодинаковым; по углам он должен быть на 0,05—0,07 s больше зазора, имеющегося на прямых -участках, так как при вытяжке в углах получается утолщение.

Большое влияние на стойкость вытяжных штампов оказывает также и чистота рабочих поверхностей штампа. Чем чище обра­ ботаны эти поверхности, тем меньше будет износ штампа. По­ верхности следует подвергать полировке с доведением чистоты до 10—9 классов (ГОСТ 2789—51),

Для того, чтобы использовать полезную силу трения, возни­ кающую между металлом заготовки й пуансоном (главным обра­ зом на закруглении пуансона) поверхность пуансона в месте пе­ рехода от торца к стенкам обрабатывают менее чисто (3—4 клас­ сы чистоту), увеличивая тем самым искусственно полезную силу трения, которая задерживает распространение растягивающих на­ пряжений с цилиндрической поверхности изделия на его донную часть Этим самым несколько увеличивается прочность материала в опасном его сечении — у дна изделия и повышается стойкость штампов. Стойкость штампов для формовочных операций приво­ дится ниже в табл. 4 и 5,

5. Конструктивные особенности (факторы), влияющие на стойкость штампов для прессующих операций — объемной

штамповки и мероприятия по повышению их стойкости

Объемная штамповка в холодном состоянии является одним из прогрессивных методов изготовления деталей сложной формы.

К группе объемной штамповки относятся следующие операции: калибровка, чеканка, клеймение (маркировка), разметка (керне­ ние), осадка и высадка, объемная формовка и холодное (удар­ ное) выдавливание.

Применение объемной штамповки в сочетании с другими штам­ повочными операциями позволяет получить детали различной формы с высокой точностью (по толщине и высоте 0,03—0,05мм)

ичистотой поверхности (6—8 классу чистоты поГОСТ 2789—51),

атакже повышенной прочностью и жесткостью.

Операции объемной штамповки основаны на перераспределении и перемещении части или всего объема металла заготовки в про­ цессе штамповки. Они характеризуются общностью схемы напря­ женного состояния, представляющий собой неравномерное объем­ ное сжатие.

Осуществление указанных операций требует создания в по­ лости, штампа высоких удельных давлений, во многих случаях близких к пределу прочности материала штампа. Поэтому штампы для операций группы объемной штамповки работают в очень тя­ желых условиях.

33

Стойкость и "'износоустойчивость штампов для объемной штам­ повки в основном зависят от следующих факторов:

1)характера операции (схемы деформации) и величины удель­ ного давления;

2)конструкции и размеров рабочих частей штампа;

3)механических свойств материала рабочих частей и их терми­ ческой обработки;

4)качества поверхности рабочих частей и эффективности при­ меняемой смазки;

5)типа и состояния пресса.

Так как стойкость штампов зависит от характера операции, по­ этому проанализируем вопросы стойкости и износа штампов при­ менительно к отдельным операциям объемной штамповки.

Калибровка

Калибровка.предназначена для получения точных размеров и гладкой поверхности объемных деталей путем обжатия заготовки между закаленными плитами калибровочного штампа.

Рис. 24. Схема конструкций штампов для калибровки: а — плоскостной; б — объемной.

Существуют два вида калибровки: плоскостная, при которой калибруются только отдельные плоскости и размеры по толщине (высоте) детали (рис. 24, а); объемная при которой калибруются все поверхности и размеры детали с вытеснением избыточного ма­ териала в облой (рис. 24,6). Степень деформации (осадки) при калибровке незначительная и обычно составляет 5—10%. Путем холодной калибровки достигается точность до 0,03—0,05 мм и чи­ стота поверхности 7—8 классов.

При плоскостной калибровке, где деформация осуществляется между гладкими поверхностями калибрующих плит, поскольку штампуемые детали не укладываются точно на одно и то же место нижней калибрующей плиты, то износ штампов происходит до­ вольно медленно. Износ штампов в этом случае выражается в об­ разовании небольших углублений на рабочих поверхностях плит с ухудшением чистоты их обработки. Однако поврежденная часть легко удаляется перешлифовкой.

Стойкость 7JO перешлифовки в зависимости от рода штампуе­ мого материала и удельного давления, равного для латуни

34

части рабочего профиля штампа в другую. Стойкость этих штам­ пов в среднем составляет 5000—10 000 штампоударов до перешлифовки.

Для увеличения стойкости калибровочных штампов рекомен­ дуется давать небольшие припуски на калибровку, уменьшив этим самым и требуемое удельное давление.

В среднем величина припусков на калибровку деталей типа тел

Стальные заготовки перед калибровкой подвергают термической обработке (отжигу или нормализации). Они также должны быть

в зависимости от рода материала и характера операции состав­ ляет 120—300 кГ/мм2 [7, 21, 34], что вызывает интенсивный износ

35