4. Инструмент и оборудование для холодной листовой штамповки

Перечисленные операции выполняются специальным инструментом - штампом (рис.5). Любой штамп состоит из двух важнейших элементов -матрицы и пуансона. Матрица 1 неподвижна и имеет внутреннюю формообразующую поверхность, конфигурация которой соответствует конфигурации детали. Пуансон 2 передает деформирующее усилие от пресса на за заготовку и при перемещении деформирует её на рабочей поверхности матрицы.

В штампе возможно конструктивное совмещение нескольких операций. Такие штампы называются многооперационными.

Базовым оборудованием холодной листовой штамповки являются механические кривошипно-шатунные или гидравлические пресса.

П

Рис. 5. Схема получения детали «Колпачок» методом холодной листовой штамповки

ри проведении лабораторной работы получают из листовой стали деталь типа "колпачок" (рис.6). Для этой цели используют гидравлический пресс с максимальным усилием прессования 1 МН (10,0 т) (рис.3). На матрицу штампа кладут стальной лист и включают механизм движения штока гидроцилиндра. Пуансон входит в матрицу, деформируя заготовку, и последовательно осуществляет операции вырубки и вытяжки без утонения стенки. Формирование внутренней поверхности "колпачка" происходит на цилиндрической оправке 4, запрессованной в корпус штампа. По окончании работы шток перемещается вверх и пресс выключают. С оправки внимают полученное изделие 5 (рис. 5) и производят контрольные замеры размеров S, D, h, d (рис.6).

5. Расчет элементов штампа

Для штамповки изделий "колпачок" необходимо произвести расчет элементов штампа и усилий при штамповке.

Рис. 6. Эскиз готового изделия

Данные для расчёта Таблица 1

№ варианта	Толщина листа S, мм	Внутренний диаметр цилиндра d, мм
1	0,5	30
2	0,8	30
3	1,0	32

5.1. Расчёт диаметра заготовки

По методу равенства поверхностей площади готовой детали и исходной заготовки должны быть равны. Отсюда диаметр плоской заготовки D_з рассчитывается по формуле:

, (1)

Здесь h – высота изделия; d – внутренний диаметр цилиндра;

S – толщина листового металла;

d_ср = d + S – средний диаметр цилиндра, мм;

h – припуск на подрезку верхнего края цилиндра, мм.

Величина припуска h зависит от вида деформируемого материала, формы и высоты изделия и определяется по табл. 2.

Величина припуска h, мм Таблица 2

5.2. Определение номинальных размеров рабочих частей вырубного штампа

Расчётная схема и эскиз сборочного чертежа вырубного штампа показаны на рис. 7 и 8 соответственно.

Рассчитываем диаметр круглой заготовки для вытяжки, усилие вырубки, усилие вытяжки, радиусы округлений оправки, пуансона, зазор между оправкой и пуансонам, и внутренний диаметр пуансона.

Рис. 8. Эскиз сборочного чертежа вырубного штампа: 1- заготовка; 2-матрица; 3- пуансон; 4- контейнер

Рис.7 Расчетная схема вырубного штампа

Необходимо определить размеры диаметров пуансона D_п и матрицы D_м. При вырубке наружного контура диаметр отверстия в матрице принимается равным диаметру заготовки, тогда D_м = D_з.

Диаметр пуансона уменьшается на величину зазора:

D_п = D_м – 2 · Z, (2)

где Z – односторонний зазор между матрицей и пуансоном, мм.

Величина зазора сильно влияет на качество поверхности среза, величину необходимого усилия, точность получаемой детали, износ и стойкость штампа. Оптимальная величина одностороннего зазора Z определяется по табл. 3.

Оптимальная величина одностороннего зазора Z Таблица 3

Область применения	Толщина металла S, мм	Величина зазора Z в % от толщины металла
Вырубка и пробивка стали	0,2 0,03….3,0	0 (без зазора) 3…6
Вырубка и пробивка алюминия	до 3 3…10	2…4 4…6