2.3. Послідовність виконання роботи.
Ознайомитися з устроєм і роботою кривошипного преса К1128.
Ознайомитись з устроєм вирубного штампа і принципом його дії.
Ознайомитись з технологічними прийомами роботи при холодній штамповці.
4.Виготовити 8-10 деталей (шайб).
5.Оформити результати дослідів і скласти протокол.
2.4. Загальні відомості
Листова штамповка відноситься до числа найбільш прогресивних і високопродуктивних засобів виготовлення деталей складної форми з тонкими стінками. Деталі, які виготовлені штамповкою, відрізняються достатньою точністю, однотипністю, гарною взаємозамінністю, їх звичайно не треба оброблювати на металоріжучих станках. Штамповані деталі із листового метала виготовляють за одну або декілька послідовно виконуваних операцій. Операції листової штамповки розподіляють на розділові, формозмінюючі, пресовочні, комбіновані і штампоскладальні.
Розділювальні операції – вирізка, вирубка-вирізка, розрізка, обрізка, надрізка, пробивка, (просічка), зачистка.
Формозмінюючі операції, пов'язані з перетворенням плоскої заготовки в просторову деталь заданої форми без змінення товщини листового матеріалу, витяжка, формовка, гибка і закатка краю (отбортовка, правка, рельєфна штамповка, обжим и роздача). До цих операцій відноситься витяжка зі зменшенням товщини матеріалу стінок.
Пресовочні операції – змінюючі товщину вихідної листової заготовки, холодне видавлювання, чеканка, маркировка і розмітка.
Комбінована листова штамповка – сполучення двох і більше технологічно різних окремих операцій штамповок в одну, наприклад, вирубка і витяжка, обрізка і гибка і інші комбінації.
Штампоскладальні операції застосовуються для з’єднання декількох деталей в один виріб (вузол). При цьому використовуються процеси (запресовки, клепки), гибки, закатки, холодного пластичного зварювання тиском та інш.
Різка листового матеріалу на мірні заготовки виробляється в заготовчих відділеннях штамповочних цехів на ножицях або на пресах за допомогою відрізних штампів. Ножиці в основному використовують трьох типів: з паралельними ножами; з похилими ножами – гільйотинні і дискові.
При різьбі (вирізці) листового матеріалу в штампах роль верхнього ножа виконує пуансон, а нижнього нерухомого – матриця. При цьому пуансон має менші розміри, ніж отвір в матриці. За допомогою штампів можна виробити слідуючі основи процеси різки: одрізку, вирубку-вирізку, пробивку, надрізку, розрізку, обрізку, зачистку. Деякі із операцій можуть бути об'єднані в одному штампі.
Для штампів з паралельними ріжучими краями (кут нахилу φ=0 кут різання δ= 90º) зусилля вирубки
P=KFτ = KUSτ
де К = 1,0-1,3 – коефіцієнт, який враховує властивість метала, товщину листа, форму і розміри вирубаного виробу і т.д. F – площина вирубки (зріз), мм2; τ – опір вирубці, який приймається рівним (0,8-0,85)σb; U – периметр (довжина контура) вирубаємої деталі, мм; S – товщина матеріалу, мм.
Для зменшення зусилля вирубки і забезпечення більш плавної роботи преса використовують штампи з похилими ріжучими краями пуансона і матриці. При цьому зусилля вирубки може бути знижено на 30-50%.
При вирубці деталей зкос ріжучих країв робиться на матриці, а пуансон повинен бути плоским. Тоді одержана деталь також буде плоскою, а відхід (смуга) зігнутою.
При пробивці отвору зкос робиться на пуансоні, а матриця повинна бути плоскою. В цьому випадку деталь буде плоскою, а відхід, який видаляється з матриці, буде згинатись. Велике значення в процесі вирубки мають проміжки між пуансоном і матрицею. Вони встановлюються в залежності від властивостей і товщини оброблюваного матеріалу. При нормальному режимі роботи преса (n< 140 об/хв) для низьковуглецевої сталі товщиною від 0,5 до 10 мм мінімальні проміжки складають 4-10% товщини матеріалу.
Перед вирубкою складають карти розкрою листового матеріалу, ціль яких – найбільш раціонально розташувати вирубані деталі на заготовці. Це дозволяє при масових випусках деталей зекономити значку кількість метала (вартість матеріалу штампованих деталей біля 60-80% від загальної вартості). Показником раціонального розкрою є коефіцієнт використання матеріалу:
де F0 – корисна площина деталі, мм; Fзаг., – потрібна площина заготовки для виготовлення деталі, мм2.
Для вирубки деталі простої форми із заготовки товщиною до 3-4 мм матрицю і пуансон виготовляють із інструментальної сталі марок У10А і У8А. При вирубці деталей складної форми із матеріалу товщиною більше 4 мм пуансон 1 матрицю роблять із легованої сталі марок Х12М, 9ХВГ, 5ХВ2С, XI2, Х12ТФ і інш. Матриці і пуансони підлягають термічній обробці (гартуванню і відпуску) з наступним шліфуванням і поліруванням робочих поверхонь. Твердість пуансонів і матриць повинна складати НRС 58-62.
Для змащення ріжучих кінців матриці і пуансона при штамповці сталевих деталей використовують веретенне, машинне і трансформаторне мастило, при штамповці латуні – мильну емульсію, а при штамповці алюмінію – машинне мастило №6.
Для штампування листових деталей використовують два типи штампів: 1)спрощені – для вирубних (пробивних), згинальних, витяжних і формовочних операцій; 2) універсальні. Спрощені штампи мають мінімальну кількість простих допоміжних деталей (направляючих, з'ємників, фіксаторів і т.п.), а робочі їх частини (матриці і пуансони) виготовляють із дешевих доступних матеріалів.
На спрощених штампах (рис. 2.1) можна вирубати деталі із сталі товщиною до 2,5 мм, а з кольорових металів – товщиною до 6 мм.
На спрощених штампах, які призначені для операції витяжки, формовки і відбортовки, виготовляють великогабаритні деталі складної конфігурації із матеріалів товщиною до 1,5 мм (облицювальні деталі автомобілів, автобусів і інш.). Значне розповсюдження одержали для виготовлення різних виробів спрощені штампи із пластмас.
Рис.2.1. Типовий штамп для вирубки шайб: 1 – вирубний пуансон; 2 – хвостовик; 3 – верхня плита; 4 – тримач пуансона; 5 – планка-з’ємник; 6 – планки; 7 – нижня плита; 8 – матрицетримач; 9 – упор; 10 – матриця; 11 – колонки; 12 – втулка.
Універсальні штампи являють собою універсальні блоки, в яких закріплюються змінні робочі частини: матриці і пуансони, переставні упори, направляючі лінійки і т.д. Поелементна штамповка в універсальних штампах, розташованих в лінію, дозволяє використовувати груповий метод виготовлення деталей із листових матеріалів.
Для холодної листової штамповки найбільше розповсюдження одержали кривошипні (рис.2.2) і ексцентрикові преси, які розподіляються на одностоєчні з розташуванням кривошипно-шатунного механізму по одну сторону від опор і двостоєчні, у яких вказаний механізм знаходиться між опорами. Останні бувають відкритого і закритого типів.
По технологічному устаткуванню преси бувають двох типів: загального і спеціального призначення. До пресів загального призначення відносяться універсальні кривошипні преси простої дії, а до пресів другого типу – витяжні преси двійної і трійної дії, багатопозиційні, преси-автомати, чеканні та інші.
Рис.2.2. Прес моделі К1128: 1 – ножна педаль «Пуск» повзуна; 2 – дві кнопки «Пуск» повзуна; 3 – плита підштампова; 4 – кнопка «Стоп»; 5 – кнопка «Пуск» електродвигуна; 6 – повзун; 7 – шатун; 8 – вал кривошипний; 9 – муфта електрична; 10 – маховик; 11 – стіл; 12 – кнопка вмикання електродвигуна; 13 – електрошкаф; 14 – станина.
Преси гласного призначення призначаються для виконання самих різних, але в основному простих робіт, а преси спеціального призначення – для більш складних витяжних і інших робіт. По кількості шатунів преси підрозділяються на одно-, двух- і чотирьохшатунні.
Одностоечні і двухстоечні відкритого типу кривошипні преси виготовляють з номінальними зусиллями до 200 тс і більше. Двухстоєчні кривошипні преси закритого типу, призначені для штамповки великих листових виробів, виробляють з номінальним зусиллям до 3000 тс. Преси цього типу мають закритий привід, розташований в верхній частині, а повзун пересувається в масивних направляючих стойках, які мають пройми, призначені для подачі листової заготовки і видалення відходів. Преси подвійної дії (рис. 2.3.) частіше використовують при виготовленні виробів з глибокою витяжкою. Вони мають два повзуна: зовнішній 2, який приводить в дію прижим 3, і внутрішнш 1, який пересуває пуансон 4, який входить в матрицю 5 і вдавлює виріб 6.
Преси потрійної дії як правило застосовують для витяжки складних крупногабаритних деталей з наявністю порожнин, які утворюються внаслідок зворотної витяжки. Ці преси мають три повзуни: два верхніх, з таким же призначенням, як і преси подвійної дії, і нижній, який пересувається всередині стола преса в напрямку, протилежному руху верхніх повзунів. В останні роки для штамповки сталі використовують гідравлічні преси простої і подвшної дії з зусиллям 100-200 тс. Деталі з товстої листової сталі штампують в гарячому етапі на потужних гідравлічних пресах з тиском до 7000 тс. Останнім часом утворюються цілі лінії, які оснащені гідравлічними листоштамповочними пресами.
Рис.2.3.
Схема роботи преса двійної дії