Файл: Технология металлов и других конструкционных материалов учеб. пособие.pdf

штампа, по способу подачи заготовок и удаления деталей и отходов из штампа.

Штампы могут быть предназначены для одной или нескольких операций. В первом случае они называются однооперационными (вырубные, гибочные, вытяжные и т. д.), во втором — многоопера­ ционными. В свою очередь многооперациопные штампы делятся на

совмещенные, в которых все операции над одной заготовкой выпол­ няются одновременно, в течение одного хода пресса, и на последо­ вательные, когда операции над заготовкой выполняются одна за другой, каждая за отдельный ход пресса.

Указанные штампы (рис. 147, а) имеют детали одинакового назначения: нижние 1 и верхние 7 плиты,для монтажа всех деталей штампа и сообщения им определенного взаимного расположения; направляющие колонки 10 и втулки 9, обеспечивающие правильное направление верхней плиты относительно нижней; хвостовики 8,

252

при помощи которых штамп крепится к ползуну пресса. Комплект этих деталей в сборе называется блоком штампа.

Помимо деталей, входящих в блок, имеются вспомогательные детали: пуансонодержатели 6 для закрепления пуансонов и для дальнейшего крепления их в верхней плите штампа; съемники 4, жесткие или эластичные (у совмещенного штампа), для снятия отходов или изделий после штамповки; выталкиватели, удаляющие деталь из штампа; упоры 3, ограничивающие подачу материала на необходимую величину; крепежные детали (винты и штифты).

Основными деталями всякого штампа являются рабочие дета­ ли — матрицы 2 и пуансоны 5, непосредственно выполняющие опе­ рации над заготовкой. Форма и размеры их полностью определя­ ются формой и размерами штампуемой детали.

Рассмотрим на примере штамповки детали типа шайбы прин­ цип работы и выбора штампа. Шайба может быть получена на двух однооперационных штампах: на вырубном будет вырублен кружок (рис.. 147, а), на пробивном— пробито внутреннее отверстие. При этом точность взаимного расположения наружного и внутреннего контуров будет сравнительно невелика из-за ошибок при установке кружка в пробивной штамп.

На штампе последовательного действия (рис. 147, б) работа выполняется в следующем порядке: полоса подается в штамп на определенную величину, и за первый ход пресса пробивным пуансо­ ном 3 в ней пробивается отверстие, затем полоса снова продвигает-" ся вперед до упора, и за следующий ход пресса происходит вырубка шайбы вырубным пуансоном 2 и пробивка отверстия для очеред­ ной шайбы. Затем цикл повторяется. Соосность наружного и внут­ реннего контуров обеспечивается ловителем 1, входящим в предва­ рительно пробитое отверстие. Готовые изделия и отходы удаляются сквозь отверстие в нижней плите.

Последовательные штампы могут применяться для мелких и средних изделий. Крупные изделия штамповать на них нельзя, так как при этом требуются очень'большие габариты штампов. Штам­ пы могут устанавливаться на самые быстроходные прессы, так как в них отсутствуют какие-либо подвижные детали и узлы — сбрасы­ ватели, пружины и т. д. Последовательные штампы могут выпол­ нять до тридцати операций.

На штампе совмещенного действия (рис. 147, в) обе операции производятся одновременно. При рабочем ходе пресса матрица 2 вырубает наружный контур шайбы, пуансоном служит внешняя режущая кромка пуансон-матрицы, одновременно пробивной пуан­ сон 3 пробивает отверстие. Матрицей служит внутренняя режущая кромка пуансон-матрицы. Отход снимается с пуансон-матрицы эластичным съемником 1, готовое изделие выталкивается выталки­ вателем 4 и падает на поверхность штампа, откуда удаляется при помощи различных устройств.

Совмещенные штампы обеспечивают более высокую точность взаимного положения — наружного и внутреннего контуров дета­ лей, нежели однооперационные и последовательные, так как отсут­

253

ствуют погрешности, вызываемые перемещением детали с операции на операцию. Производительность штамповки ниже из-за необхо­ димости принудительного удаления детали из штампа.

Оборудование для штамповки. Все операции холодной штам­ повки выполняются на прессах. Различают прессы с ручным и нож­ ным приводом и приводные. Приводные могут быть механическими (кривошипные, фрикционные) или гидравлическими.

Наибольшее применение имеют механические кривошипные прессы и их разновидности: кривошипно-коленные, кривошипно-ку­ лачковые, кривошипные рычажно-кулачковые. В последнее время начинают широко применяться быстроходные гидравлические ли­ стоштамповочные прессы.

Взависимости от технического назначения прессы могут быть простого, двойного и тройного действия. Первые применяются для вырубки, пробивки, гибки, мелкой вытяжки и других операций, требующих небольшого хода ползуна, и имеют один ползун, служа­ щий для передачи давления рабочему инструменту. Прессы двойно­ го действия имеют два ползуна — рабочий и прижимной — и при­ меняются для глубокой вытяжки. Прессы тройного действия имеют один прижимной ползун и два вытяжных — верхний и нижний. Они применяются для сложных вытяжных работ, требующих обратной вытяжки, и устанавливаются в крупных специализированных прес­ совых цехах.

Вкривошипных прессах движение от электродвигателя к пол­

зуну передается при помощи промежуточных устройств. Рассмот­ рим кинематическую схему пресса (рис. 148, а). От электродвигате­ ля 4 через зубчатую передачу вращение сообщается маховику 2, свободно сидящему на конце кривошипного вала 1. С маховиком заодно выполнена половина кулачковой муфты 3, вторая ее поло­ вина жестко соединена с валом. При нажатии педали включения 5 обе половины муфты через систему рычагов соединяются. При этом вал проворачивается и приводит в движение ползун 6, соеди­ ненный с валом шатуном 7. Управление прессом устроено так, что можно производить либо одиночные удары (после каждого хода пресс автоматически выключается), либо работать на самоходе. Последнее необходимо при наличии автоматической подачи мате­

риала в штамп.

Имеется много разновидностей кривошипных прессов, разли­ чающихся конструкцией станины, формой кривошипного вала, устройством муфты включения и т. д.

Прессы двойного действия имеют различные конструктивные схемы. У наиболее простого кулачкового пресса (рис. 148,6), при­ меняемого для неглубокой вытяжки и создающего давление до 50 г, вытяжной ползун 5, к которому крепится пуансон, соединяется с кривошипным валом 2 при помощи шатуна 3. На том же валу имеются кулачки 4, сообщающие движение прижимному ползуну 6. Ползун 6, несущий прижимное кольцо 7, движется в направляю­

254

кулачков наружный ползун прижимает заготовку 8 к матрице 9 до тех пор, пока вытяжка не закончится и ползун 5 не пойдет вверх.

У кривошипных прессов давление ползуна и скорость его дви­ жения непрерывно меняются во время работы. Наибольшее давле­ ние и наименьшая скорость имеют место в крайнем нижнем поло­ жении ползуна. Это создает неудобства при работе.

В отличие от кривошипных гидравлические прессы имеют по­ стоянную скорость движения ползуна и постоянное давление.

Рис. 148. Механические прессы

Механизация и автоматизация процессов листовой штамповки.

В зависимости от серийности и рода производства могут приме­ няться следующие варианты средств механизации и автоматизации.

1. Автоматизация штамповочных операций на универсальных прессах путем установки на них штампов-автоматов или использо­ вания встроенных механизмов для подачи заготовки в штамп и удаления изделий и отходов.

2.Использование универсальных и специальных прессов-ав­ томатов и многошпиндельных прессов с устройствами для автома­ тической подачи материала и перемещения полуфабриката с опера­ ции на операцию.

3.Комплексная автоматизаций с использованием автомати­ ческих штамповочных линий.

Вкачестве устройств для подачи ленты применяются валко-' вые, роликовые, клещевые и крючковые механизмы. Из них наибо­ лее универсальными являются валковые, а затем роликовые. Эти механизмы обеспечивают значительный шаг подачи и точность. Крючковые могут использоваться только при наличии прочной пе­ ремычки у отхода.

Для подачи мелких штучных заготовок широко используются

бункерные устройства различных типов.

255

Наиболее совершенным видом автоматизации, обеспечиваю­ щим минимальную стоимость изделий и высокую производитель­ ность, являются автоматические штамповочные линии. Примене­ ние их целесообразно при большом выпуске одинаковых изделий.

Основным видом заготовок, применяющихся в прессовых це­ хах, являются полосы, нарезанные из листа или ленты в бунтах. Широко применяется автоматическая подача ленты и полос в штамп. В сочетании с автоматическим удалением деталей и отхо­ дов это позволяет увеличить производительность труда в 3—4 раза по сравнению с ручным обслуживанием.

При клинороликовой подаче (рис. 149) в момент холостого хо­ да пресса рычаг 1, соединенный с эксцентрично установленным на валу пресса пальцем, поворачивается и передвигает подвижную каретку 2 влево. При этом подающие ролики 3 и 4 заклинивают материал и перемещают его на величину шага подачи.

При рабочем ходе пресса подвижная каретка перемещается вправо под действием пружины 5. Ролики освобождают подавае­ мый материал. Для предупреждения обратного смещения полосы имеется неподвижная (тормозная) каретка 7 с двумя роликами 6, которые зажимают полосу при освобождении ее подающими роли­ ками.

§ 10. Специальные процессы обработки металлов давлением

Изготовление гнутых профилей из листа и ленты. Профили, полученные путем гибки листового металла, обладают большой прочностью и жесткостью при незначительном весе. Они изготов­ ляются либо на специальных гибочных прессах, либо на роликовых профилегибочных станках. Процесс профилирования можно совме­

256

щать с другими технологическими операциями — сваркой, пай' кой, резкой и др.

Сущность профилирования заключается в последовательном изменении формы поперечного сечения полосы путем пропуска ее через несколько пар валков, вращающихся навстречу друг другу. Площадь поперечного сечения полосы при этом остается неизмен­ ной. Форма валков подбирается таким образом, чтобы деформация полосы при прохождении каждой пары не вызывала коробления или разрывов на полосе.

Отделочная и упрочняющая обработка давлением. Широкое применение находят бесштамповые методы обработки металлов давлением, служащие для придания деталям требуемой формы, для калибрования, отделки поверхности и упрочнения. Эти опера­ ции, как правило, выполняются не на прессах, а на станках типа токарных с использованием специальных приспособлений и ин­ струмента. Сюда относятся токарно-давильные работы, накатыва­ ние резьб и знаков, обкатывание поверхностей и раскатывание от­ верстий, дорнирование.

Токарно-давильные работы выполняются в том случае, когда штамповка из листового металла деталей типа стаканов, конусов, колпаков и рефлекторов экономически невыгодна (малые партии деталей, большие их размеры или сложный контур). Давильные ра­ боты выполняются роликами, сидящими на оправке (рис. 150, а—г), либо жестким стержневым давильником с шаровой головкой (рис. 150, д).

Накатывание резьб характеризуется высокой производитель­ ностью и позволяет получать резьбы более прочные и с более чис­ той поверхностью по сравнению с резьбами, нарезанными лерками или резцом. Оно выполняется либо па специальных накатных авто­ матах, либо на токарных станках с помощью резьбонакатных го­ ловок.

С целью увеличения долговечности и надежности работы дета­ лей машин применяется обкатывание наружных поверхностей ро­ ликами или шариками. Этим путем могут быть обработаны, цилин­ дрические, конические, сферические и плоские поверхности.

Обкатывание цилиндрических поверхностей производится, как правило, после чистового и получистового точения и как отделоч­ ная операция заменяет шлифование и полирование. При этом мож­ но получить 8—11-й класс чистоты поверхности, на 20—40% по­ высить поверхностную твердость за счет наклепа и тем самым в несколько раз увеличить усталостную прочность детали.

В качестве инструмента для накатывания чаще всего приме­ няются шариковые накатки. Под действием сил трения между ша­ риком и обрабатываемой поверхностью шарик непрерывно враща­ ется и, одновременно, перемещаясь в направлении подачи, сгла­ живает все неровности, производя наклеп в поверхностном слое металла.

Раскатывание сквозных и глухих отверстий пластинчатыми, роликовыми и шариковыми раскатками применяется после чисто­

вого растачивания в качестве окончательной операции для полу­ чения точности по 2 и. 1-му классам. Процесс отличается высокой производительностью и обеспечивает хорошее качество поверхно­ сти. Обрабатываемая деталь закрепляется в патроне токарного станка, а раскатка своим хвостовиком устанавливается в пиноль задней бабки. При обработке корпусных деталей они устанавли­ ваются на стол сверлильного станка, а накатка вставляется в от­ верстие шпинделя.

Для окончательной обработки точных небольших отверстий применяется продавливание сквозь них закаленных шариков (не­ глубокие отверстия в мягких цветных металлах) или прошивание отверстий специальным инструментом — прошивкой. Прошивка представляет собой стальной закаленный стержень, обработанный с высокой точностью. Она имеет конусную заборную и выходную часть и калибрующий поясок, производящий окончательное выгла­ живание стенок отверстия и обеспечивающий получение заданного размера.

При наличии протяжных станков применяется более произво­ дительный метод — протяжка.

§ 11. Техника безопасности при обработке металлов давлением

В цехах по обработке металлов давлением травматизм может возникнуть вследствие несовершенства конструкций инструмента или оборудования, из-за нарушения технологического процесса,

258

отсутствия или неправильной конструкции предохранительных и ограждающих устройств, а также вследствие плохой организации труда в цехе (недостаточное освещение, захламленность, плохая организация рабочего места, недостаточное обучение рабочих безо­ пасным методам работы, неправильная расстановка оборудо­ вания).

Каждый вновь принимаемый рабочий должен пройти предва­ рительный инструктаж по технике безопасности, усвоить правила обращения с оборудованием и подъемно-транспортными средства­ ми, правила содержания рабочего места.

при необходимости отрегулировать местное освещение; проверить исправность оборудования на холостом ходу. Во в р е м я р а б о т ы :

внимательно относиться к сигналам, подаваемым с грузоподъемных устройств и движущегося транспорта, и не находиться под поднятым и движущимся грузом;

быть внимательным и не отвлекаться посторонними делами и разговорами.

При ремонте, чистке, смазке оборудования у пусковых уст­ ройств вывешивать надпись «Не включать — ремонт».

Запрещается прикасаться к электрооборудованию и электро­ устройствам, обслуживание которых рабочему не поручено, откры­ вать дверцы электрошкафа и прикасаться к клеммам.

Погрузочно-разгрузочные работы. К погрузочно-разгрузочным работам запрещается привлекать подростков в возрасте до 16 лет. Подъемно-транспортное оборудование не реже одного раза в 10 дней должно подвергаться осмотру.

- Лица, управляющие подъемно-транспортными устройствами, должны проходить медицинское освидетельствование, специальное обучение и сдачу экзаменов.

Воспрещается производить подъем грузов, превышающих гру­ зоподъемность механизмов и чалочных устройств.

Подъем и транспортировку горячих слитков, поковок и заго­ товок выполнять только короткозвеньевыми цепями, не применяя для этой цели металлические тросы.

Перемещение грузов производится на высоте не менее 0,5 м над встречающимися на пути предметами.

Предупредительные меры защиты от поражения электрическим током. В целях защиты от поражения электрическим током необ­ ходимы следующие меры:

инструктаж лиц, обслуживающих электрооборудование; вывешивание предостерегающих надписей и плакатов; маркировка проводов установленной краской; периодическая проверка состояния изоляции деталей от элек­

тротока;