54 Разделительные операции листовой штамповки. Отрезка. Вырубка. Пробивка. Высечка.

Разделительные операции предназначены или для получения заготовки из листа или ленты, или для отделения одной части заготовки от другой. Операции могут выполняться по замкнутому или по незамкнутому контуру. Отделение одной части заготовки от другой осуществляется относительным смещением этих частей в направлении, перпендикулярном к плоскости заготовки. Это смещение вначале характеризуется пластическим деформированием, а завершается разрушением.

Отрезка – отделение части заготовки по незамкнутому контуру на специальных машинах – ножницах или в штампах. Обычно ее применяют как заготовительную операцию для разделения листов на полосы и заготовки нужных размеров.

а – гильотинные; б – дисковые

Вырубка и пробивка – отделение металла по замкнутому контуру в штампе. При вырубке и пробивке характер деформирования заготовки одинаков. Эти операции отличаются только назначением. Вырубкой оформляют наружный контур детали, а пробивкой – внутренний контур (изготовление отверстий).

Основным технологическим параметром операций является радиальный зазор между пуансоном и матрицей Z. Зазор Z назначают в зависимости от толщины (s) и механических свойств заготовки, он приближенно составляет (0.05..0.1)s. При вырубке размеры отверстия матрицы равны размерам изделия, а размеры пуансона на 2Z меньше их. При пробивке размер пуансона равен размерам отверстия, а размеры матрицы на 2Z больше их.

Рисунок 2 — Схемы процессов вырубки и пробивки

а — вырубка; б — пробивка

1 – пуансон; 2 – матрица; 3 – изделие; 4 – отход

55 Формоизменяющие операции 

Формоизменяющие операции: гибка, вытяжка, отбортовка, обжим, раздача, формовка  выполняются пластической деформацией металла без разрушения заготовки (рис.19.1). Рис. 19.1 Формоизменяющие операции листовой штамповки:  а  гибка; б, в  вытяжка; г  отбортовка; д  обжим; е  формовка;  1  пуансон; 2  прижим; 3  матрица

        Гибка (фильм), т.е. изменение кривизны средней поверхности при почти неизмененных ее линейных размерах, сопровождается неравномерным распределением деформации по толщине (рис.19.1,а). При гибке пластически деформируется только участок заготовки в зоне контакта с пуансоном: наружные слои растягиваются, а внутренние (обращенные к пуансону) сжимаются.         Вытяжка  операция, с помощью которой из плоской заготовки получают полые пространственные изделия (рис.19.1,б). Под воздействием пуансона плоская заготовка диаметром D_заг втягивается в отверстие матрицы и принимает форму полой детали диаметром d. Формоизменение заготовки при вытяжке оцениваютсястепенью вытяжки К=D_заг/d, значение которой в зависимости от механических свойств материала и условий вытяжки не должна превышать 1,8…2,1 за один переход.

Отбортовка  операция получения борта (горловины) в плоской или пространственной заготовке путем вдавливания в отверстие матрицы части заготовки с предварительно пробитым отверстием (рис.19.1,г). Допустимое без разрушения формоизменение характеризуют коэффициентом отбортовки К_o=d_б/d_o, где d_б - диаметр борта, d_o - диаметр отверстия в плоской заготовке. Коэффициент К_o зависит от механических свойств заготовки и ее относительной толщины S/d_o, обычно составляет 1,2…1,8. Обжим  операция, предназначенная для уменьшения поперечных размеров краевой части полой цилиндрической заготовки путем заталкивания ее в сужающую полость матрицы (рис.19.1,д). Допустимое формоизменение при обжиме ограничивается не разрушением заготовки, а потерей ее устойчивости в процессе деформирования. Основным видом потери устойчивости является образование складок. При этом возможно образование кольцевой складки в цилиндрической недеформированной части заготовки или продольных складок в очаге деформации. Обычно за один переход можно получить изделие с диаметром краевого участка d= (0,7…0,8)D_заг. Складки обычно устраняют подпором стенок заготовки. Формовка  операция получения местных углублений и выпуклостей в листовых и пространственных заготовках (рис.19.1,е). При формовке очаг деформации охватывает часть заготовки, противостоящую полости матрицы. Схема напряженного состояния близка к схеме двухосного растяжения и формообразование осуществляется за счет утонения заготовки. Высота получаемого углубления h ограничивается возможностью разрушения заготовки в местах наибольшего утонения и существенно зависит от механических характеристик деформируемого материала.         Допустимое значение h возрастает с увеличением толщины заготовки при прочих равных условиях. Максимальная глубина полости, образованной в условиях двухосного растяжения, может достигать величины h = 3S.         Формовку применяют для получения мембран с кольцевыми рифлениями, ребер жесткости в оболочках, а также для изготовления изделий сложной несимметричной формы.         Во всех рассмотренных операциях листовой штамповки скорость деформирования (скорость перемещения деформирующего инструмента) достигает сравнительно небольших значений. Так, при штамповке на гидравлическом прессе скорость ползуна при рабочем ходе находится в пределах 0,001…0,1 м/с, ползуна кривошипного пресса  0,3…1 м/с, бабы листоштампованного молота  3…4 м/с.         

56 Штамповка эластичными средами.

В настоящее время применяют специальные конструкции штампов, в которых металлические пуансоны или матрицы отсутствуют, и давление на материал осуществляется при помощи резины, жидкости или сжатого воздуха. При этом резина или жидкость легко удаляются из штампованной детали, а матрица должна быть разъемной.

При изготовлении небольших по глубине изделий пуансон заменяет резиновая подушка (рис., позиция а). С помощью резины можно осуществлять все операции: вырубку, гибку, вытяжку, формовку. Матрица 3 крепится к столу, а резиновая подушка, помещенная в стальную обойму 1, крепится к ходовой части пресса (толщина заготовки 2 – до 1,5 мм).

Схемы листовой штамповки эластичными средами

а — резиновой подушкой; б — резиновым пуансоном; в — жидкостью

Резиновые пуансоны цилиндрической формы применяются при вытяжке изделий сложной формы, при необходимости увеличения диаметральных размеров средней части цилиндрических полуфабрикатов (рис., позиция б).

При гидравлической вытяжке (рис., позиция в) полые детали цилиндрической, конической, сферической или другой формы получают надавливанием на заготовку жидкостью или жидкостью, заключенной в эластичную оболочку.

Штамповка эластичными средами имеет ряд преимуществ, так как в её структуре предусматривается использование универсальной технологической оснастки. Именно значительное конструктивное упрощение, снижение металлоёмкости и стоимости технологической оснастки является основным достоинством этого метода штамповки.

57 Оборудование для листовой штамповки

Основным оборудованием для листовой штамповки являются ножницы, кривошипные и гидравлические прессы. Кривошипные прессы получили наибольшее применение. Кривошипные прессы: простого действия(однокривошипные, двухкривошипные и четырехкривошипные)

Для вытяжки сложных деталей применяют специальные прессы двойного и тройного действия, гидравлические прессы обладают наилучшей характеристикой для выполнения процесса листовой штамповки. Они осуществляют деформирование листового металла с постоянной скоростью. Для этих прессов не опасна перегрузка, недопустимая при работе на кривошипных прессах.

58 Сварочное производство

Главным образом, области сварочного производства представлены при строительстве, так как металлические конструкции необходимы там в избытке. Также сварка важна для машиностроения, так как именно благодаря сварочному процессу «рождаются» новые сложные приборы, металлические детали, которые необходимо прочно и «намертво» присоединить друг к другу. Незаменима сварка и в быту, потому как еще можно присоединить трубы водопровода, канализационные коммуникации, газовые трубы друг к другу, чтобы они не пропускали «передаваемое вещество» наружу/

Сварочное производство представляет собой совокупность различных технологических операций по изготовлению цельной сварной конструкции в готовом виде. Данный комплекс, как уже было выше сказано – это совокупность таких операций: Подготовительные Сборные Сварочные Отделочные Дополнительные Контроль качества

 Виды конструктивных соединений деталей сваркой

Различают следующие виды конструктивных соединений деталей сваркой (рис. 111): сты­ковое (СЗ); внахлестку (H1); тавровое (Т1); угловое (У4).

№59 Виды и классы сварки

Сварка - технологический процесс получения неразъемных соединений материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого. Сваркой соединяют однородные и разнородные металлы и их сплавы, металлы с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой, графитом, стеклом и др.), а также пластмассы.

    

     В зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения, все виды сварки разделяют на три класса: термический, термомеханический и механический.

     К термическому классу относятся виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии (дуговая, плазменная, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная, газовая и др.).

     К термомеханическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления (контактная, диффузионная и др.).

     К механическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления (ультразвуковая, взрывом, трением, холодная и др.).