Штамповки

Разделительные операции осуществляют, как правило, на механических ножницах гильотинного, алигаторного и дискового типов или на штампах, установленных на различные виды прессов.

Ножницы — специализированная машина, позволяющая отрезать заго­товки различных конфигураций и видов как по замкнутому, так и по незамк­нутому контуру.

У гильотинных ножниц инструмент (режущие ножи) имеет наклонные режущие кромки и перемещается параллельно-поступательно.

У алигаторных ножниц режущая верхняя кромка совершает угловые качательные движения относительно оси, закрепленной на нижней кромке.

У дисковых ножниц инструмент (режущие ножи) изготовлен в виде двух (или более) металлических дисков с параллельными осями вращения, кото­рые вращаются в разные стороны.

Формообразующие операции листовой штамповки осуществляют на механических прессах с увеличенным ходом, а также гидравлических

прессах в штампах различных типов (рис. 21.4).

Штамп состоит из верхней / и нижней 4 плит, на которых кре­пится инструмент — матрица 8, вытяжной пуансон 7, вырубная матрица 5, направляющие колонки 3 и втулки 2, пружины прижима 9 и прижим 6, нажимный хвостовик 10.

Штампы устанавливаются на пресс, верхняя плита штампа по-средством хвостовика 10 крепится _{Рис п4 Штамп} ^ _{выгяжки} к ползуну, а нижняя — к под-

штамповой плите пресса. Оператор пресса укладывает заготовку на позицию обработки (на деталь 8) и кнопкой или педалью включает пресс. Ползун опус­кается, инструмент пресса воздействует на заготовку, осуществляя опреде­ленные операции листовой штамповки (в нашем случае вырубает из полосы круглую заготовку), а затем вытягивает цилиндрический стаканчик.

В современном массовом производстве применяют сложные многопо­зиционные штампы или группы штампов, установленные на нескольких прессах. Укладка заготовки в штамп, съем ее с позиции обработки и переда­ча заготовки с позиции на позицию, как правило, механизированы или авто­матизированы.

21.4. Другие способы листовой штамповки

В единичном и мелкосерийном производстве применять жесткие штам­пы экономически невыгодно. В этих случаях широко применяются штам­повка в универсальных штампах эластичной средой, штамповка взрывом, электрогидравлическая (ЭГШ) и магнитно-импульсная, давильные работы и др.

Штамповка эластичной средой. Существует две разновидности спо­соба: вытяжка резиновым пуансоном (рис. 21.5, а) и вытяжка резиновой мат­рицей (рис. 21.5, б).

Заготовку укладывают на матрицу (рис. 21.5, а) или на пуансон и прижим (рис. 21.5, б). Резина, опускаясь, прижимает заготовку к матрице (я) или прижиму (б) и вдавливает ее в матрицу или обтягивает по пуансону, формуя деталь.

В последнее время резину заменяют полиуретаном, который обладает весьма высокой твердостью, эластичностью и износостойкостью (выдержи­вает до 50 000 штамповок), что позволяет существенно увеличивать срок службы таких штампов.

Штамповка взрывом применяется для изготовления крупногабаритных де­талей при толщине более 2 мм. Преиму­ществом данного способа является высо­кая экономическая эффективность в ре­зультате резкого снижения капитальных затрат и сокращения сроков и стоимости подготовки производства. Другим досто­инством является возможность штампов­ки деталей из высокопрочной стали.

Штамповка взрывом (рис. 21.6) осно­вана на деформации листовой заготовки 2 давлением ударной среды, образующейся при взрыве бризантных взрывчатых ве­ществ/.

Рис. 21.5.Штамповка эластичной средой: а — вытяжка резиновым пуансоном; 6 — вытяжка резиновой матрицей; / — на­чальная стадия процесса; II — конечная стадия процесса

В зависимости от размеров и формы штампуемых деталей штамповка взрывом осуществляется различными способами: при больших габаритах деталей — штам­повкой в бассейнах с водой; при штамповке небольших деталей — штамповкой в на­земных установках в бронекамерах.

Штампы для штамповки взрывом со­стоят из матрицы 3, имеющей рабочую полость соответственной формы, с отвер­стием для удаления воздуха. Для небольших деталей применяют металлические литые или сварные матрицы. Для крупногабаритных деталей, в целях удешевле­ния, матрицы выполняют из дерева или железобетона с поверхностной облицов­кой рабочих поверхностей (металлом или стеклопластиком).

Известны случаи применения для штамповки взрывом матрицы, из­готовленной из льда (обычно для крупногабаритных деталей). Вода за­мораживается жидкой углекислотой. После штамповки появившиеся в мат­рице трещины заливают водой и вновь замораживают. Штамповка произво­дится при 10 —15 °С.

Рис. 21.6.Схема штамповкивзрывом: 1 — заряд; 2 — заготовка; 3 — матрица

Электрогидравлическая штам­повка (ЭГШ). В основу ЭГШ положен электрогидравлический эффект образо­вания ударных волн при мощных элек­трических разрядах в несжимаемых 442

-U-

соответствующую конфигурации 5- - £ //////////£ /■' ' j ой детали, и сверху закрывают и;^'~» —~ «^; jfl

жидкостях (рис. 21.7). Заготовку 3 укла­дывают на матрицу 4, имеющую по­лость, желаемой

Рис. 21.7. Схема электрогидравли­ческой штамповки: / — камера; 2 — электроды, 3 — заго­товка; 4 — матрица; 5 — контейнер, 6 — источник тока

контейнером 5. В контейнер введены элек­троизолированные электроды 2, подсоеди­ненные к сети высоковольтных конденса­торов большой емкости. Полость матрицы вакуумируют, а в полость контейнера зака­чивают воду. При мгновенном разряде конденсаторной батареи (время разряда 410~⁵ с) в жидкости возникает ударная

волна, деформирующая заготовку, которая принимает форму матрицы.

Магнитно-импульсная штамповка (рис. 21.8) характеризуется тем, что давление на деформируемую металлическую заготовку создается непо­средственным воздействием импульсного магнитного поля, без участия про­межуточных твердых, жидких или газообразных сил. Это позволяет штампо­вать детали из полированных и лакированных заготовок без повреждения поверхности, а также деформировать заготовки, заключенные в герметиче­скую пластмассовую оболочку.

Магнитно-импульсная обработка основана на мгновенном разряде элек­троэнергии, накопленной в мощной конденсаторной батарее 1, через индук­тор, являющийся рабочим органом. При этом в цепи индуктора 2 протекает импульс тока, а в прилегающем пространстве возникает импульсное магнит­ное поле, которое индуцирует в металлической заготовке 3 вихревые токи противоположного направления.

Магнитно-импульсная индуктор; 3 —

Рис. 21.8. штамповка: 1 — источник тока; 2 - заготовка; 4 — матрица

При взаимодействии мощного маг­нитного поля индуктора с индуцирован­ным в заготовке током и его магнитным полем возникают элекромеханические силы взаимодействия, стремящиеся от­толкнуть заготовку от индуктора и вызы­вающие ее деформацию. Магнитный им­пульс длится от 10 до 20 мкс, создавая давление от 3500 до 39 000 кг/см². Так же как и при штамповке взрывом, длитель­ность магнитного импульса во много раз меньше времени деформации заготовки. Поэтому импульсное поле непосредст­венно действует на заготовку лишь в на­чальный момент (период разгона), после

чего дальнейшая деформация заготовки происходит под действием полученного ею запаса кинетической энергии.

Рис. 21.9.Схема давильных работ: / — оправка; 2 — заготовка; 3 — упор; 4 — давильный ролик; 5 — форма изделия

Движущаяся с высокой скоростью заготовка (300—400 м/с) ударяется о матрицу 4, в результате чего возникают огромные силы соударения, деформи­рующие заготовку. Импульсная магнит­ная штамповка получила довольно боль­шое применение в промышленности для вытяжки, пробивки отверстий, обжатия и раздачи труб, сборки трубчатых деталей с оправками и т. п.

Давильные и давильно-раскатные работы. В некоторых случаях холод-ноштамповочные операции сочетаются с давильными (рис. 21.9) или накат­ными операциями, выполняемыми на специальных станках при вращатель­ном движении заготовки (детали) или деформирующего инструмента.

Заготовку 2 устанавливают осесимметрично между оправкой / и упором 3 и зажимают силой Р. Давильный ролик 4 воздействует на вращающуюся заготовку, последовательно меняя ее форму. По окончании процесса готовая деталь 5 имеет форму оправки.

Давильными процессами получают пустотелые детали выпуклой конфи­гурации весьма сложной формы. Иногда для этого требуется применение разборных оправок, позволяющих извлекать их по частям из полученной детали.

Контрольные вопросы

1. Назовите разделительные операции листовой штамповки.

2. Назовите формообразующие операции листовой штамповки.

3. Что такое «угол пружинения»?

4. Какое оборудование применяется для листовой штамповки?

5. Чем отличается штамповка взрывом от электроимпульсной?

6. Как определяется коэффициент вытяжки при листовой штамповке?