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

Для пуансонов можно рекомендовать стали марок: УЮА, 7X3, Х12, Х12М, Х12ТФ; твердость после закалки должна составлять А?, = 58 н-62. Для матриц — стали марок УЮА, 9ХС, ШХ15, Х12М, Х12ТФ, Х12Ф1, Р18, Р9; твердость по Яс =60—62 (см. табл. 2).

Выбор марки стали и способа, термообработки следует произ­ водить, сообразуясь с требованиями и условиями эксплуатации штампа. Например, при односторонней чеканке и обратном спо­ собе выдавливания твердость пуансона должна быть больше твер­ дости матрицы. Чем выше механические свойства штампуемого металла и чем меньше толщина стенки (дна) изделия, тем более качественную сталь следует применять.

Для высадочных сквозных матриц, .так же как и для вытяж­ ных и вырубных матриц, в целях увеличения прочности и полу­ чения равномерной закалки рабочего отверстия с высокой твер­ достью рекомендуется применять струйную закалку с использова­ нием для этого специального приспособления, которое успешно применяется на заводе «Красная Этна» [22]. Рабочие поверхности пуансона и матрицы после термообработки и шлифовки следует тщательно отполировать, что значительно повысит их эффектив­ ность.

Применение химико-термических методов обработки и твердых сплавов резко повышает стойкость штампов для всех операций холодной штамповки.

X ими к о-термичес к а я обработка деталей штампов, в результате которой происходит поверхностное упроч­ нение стали (повышается поверхностная твердость, износостойкость, усталостная прочность и т. д.), является одним из эффективных спо­ собов увеличения стойкости штампов.

Эта обработка может заключаться либо в насыщении поверх­ ности детали соответствующими химическими элементами, к про­ цессам которых относятся — цементация, азотирование, цианиро­ вание, сульфидирование, сульфоцианирование, либо в нанесении на поверхности детали слоя из более твердого металла, которое обычно достигается путем хромирования.

Технология подготовки поверхности рабочего инструмента, со­ став химических элементов ванн, газовых сред и порошковых сме­ сей, а также сам процесс химико-термической обработки подробно, освещен в соответствующей литературе [20, 22, 30, 39]. '

Здесь только отметим следующее. При азотировании — насы­ щении поверхностного слоя стали азотом — твердость поверхности детали гибочных, вытяжных, формовочных и прессовочных штам­ пов, изготовленных из легированной стали марок 7X3, 4ХВ2С, Х12. Х12М, Х12Ф1 и др., значительно увеличивается, достигая величины /?с = 65--Г-70. Благодаря этому стойкость их повышается.

Стойкость цианированного инструмента (насыщенного одно­ временно углеродом и . азотом) превышает стойкость нецианиро-

52

сульфидированых пуансонов и матриц калибровочных штампов, изготовленных из быстрорежущей Стали, оказалось в 3—4 раза выше, чем у несульфидированных. Такой же эффект наблюдается и у сульфоцианированных деталей штампов.

Значительное увеличение твердости и стойкости рабочих частей гибочных, вытяжных, формовочных и прессовочных штампов, изго­ товленных из углеродистой стали, можно получить путем хроми­ рования их поверхности.

Твердость хромированных (предварительно закаленных) дета­ лей достигает величины 7?с= 65-^70, а стойкость хромированного инструмента в 2—3 раза выше стойкости нехромированного.

9.Материалы для изготовления штампов, применяемых

вмелкосерийном производстве

Внастоящее время холодная штамповка получила широкое рас­ пространение в мелкосерийном и опытном производствах.

Хотя стойкость штампов в этих случаях не играет такой боль­ шой роли, как для массового производства, тем не менее она должна быть достаточной, чтобы обеспечить потребности данного вида производства. Кроме того, штамповая оснастка в мелкосерий­ ном производстве должна оправдать себя также и с экономической стороны.

Использование штамповки в мелкосерийном и опытном произ­

водствах становится целесообразным лишь в результате создания и применения простых и дешевых штампов, а также группового метода изготовления деталей и штамповки по элементам [17, 501

В мелкосерийном и опытном производствах получили широкое применение два типа штампов:

1)упрощенные штампы, применяемые для вырубных (пробив­ ных), гибочных, вытяжных и формовочных операций;

2)универсальные штампы, в том числе и штампы для поэле­ ментной штамповки, используемые для группового метода обра­

ботки деталей, предложенного лауреатом Ленинской премии С. П. Митрофановым [17], которые применяются при изготовлении сравнительно большой номенклатуры деталей.

Упрощенные штампы

Листовые пинцентные и пластинчатыеу штампы. Эти штампы имеют минимальное число простых вспомогательных деталей (на­ правляющих, съемников, фиксаторов и т. д.), а рабочие части их

53

ных и неглубоких формовочных операций мелких и средних дета­ лей. Они используются также и для комбинированных операций.

Для нормальной работы этих штампов длина изогнутого плеча должна быть не менее 200 мм. Пуансоны и матрицы изготовляют из стали У7, У8 или ЗОХГСА без термообработки. Крепление их к пластинам производят точечной сваркой или при помощи за­ клепок. Съемники в них используются резиновые.

Стойкость пинцетных штампов для материалов толщиной до 3 мм составляет 500—1000 деталей, а для толщин до 6—8 мм, — всего 300—400 деталей до полного износа [25, 26].

Пластинчатые штампы применяются для операций группы резки. При изготовлении небольших деталей указанные штампы выполняются быстросменными и устанавливаются в уни­ версальные блоки; для штамповки крупногабаритных деталей они изготовляются в виде пакетов (комплектов) и имеют самостоя­ тельное направление при помоши двух или четырех колонок. Съемники в них применяются резиновые.

При штамповке тонких деталей (до 1,5 мм) из алюминия и его сплавов при небольших количествах деталей пуансон и матрицу изготовляют сырыми.

При штамповке стальных деталей толщиной 2—5 мм рабочие части выполняют из стали У8А с термической обработкой до твер­ дости Rc = 56-:- 58. 1

Стойкость пластинчатых штампов зависит от толщины и твер­ дости штампуемого материала, а также и от сложности вырубае­ мого контура и составляет до переточки 5—10 тыс. деталей, а до полного износа 10—40 тыс. штук.

Впоследнее время на заводах в качестве штамповой оснастки

вусловиях мелкосерийного производства стали применять выруб­

плиты, внутри которых вмонтированы электромагниты, получаю­ щие питание от общей сети переменного тока напряжением 380 в через селеновый выпрямитель. Включение верхней и нижней плит производится отдельно.

Вырубная матрица простого штампа и пуансон-матрица сов-' мешенного штампа изготовляются из стали 45 с закалкой до твер­ дости Rc = 37-^40, пуансон же изготовляется из стали 20 с цемен-

54

тацией на глубину 0,5—0,8 мм й закалкой до /?с = 55-ь-58. Съем материала и выталкивание детали производятся резиной.

резины. Они применяются для вырубных, вырезных (пробивных), гибочных, вытяжных и формовоч­ ных операций [7, 25, 59].

бы резину можно перевернуть на другую сторону или срезать изошенный ее слой и вза­

мен его наклеить новый. Стоимость подобных штампов обходится в 3—4 раза дешевле обычного стального штампа [59].

При изготовлении объемно-полых деталей, требующих опера­ ций вытяжки, формовки и отбортовки, в мелкосерийном производ­ стве применяются также и другие более дешевые и упрощенные штампы следующих типов:

1)литые алюминиево-цинковые и свинцово-цинковые штампы;

2)деревянные и деревянно-резиновые штампы, деревянные болваны и рамки;

3)бетонно-металлические штампы;

4)штампы для гидравлической штамповки;

5)штампы с применением резины;

6)штампы из пластмассы.

Указанные типы штампов применяются, для изготовления круп­ ногабаритных деталей сложной конфигурации из материалов тол­ щиной до 1,5 мм в автомобильной промышленности при вытяжке и формовке облицовочных деталей автомобилей, в авиационной промышленности, в вагоно- и судостроении. Конструкция и специ­

55