Учебное пособие 800680
.pdfобрабатываемой стали (табл. 3.33).
Отклонения от заданного термомеханического режима ковки штамповой стали (температура начала и окончания ковки, деформация за один удар, скорость нагрева и охлаждения и др.) ведут к резкому ухудшению качества. Поэтому при невозможности строгого соблюдения режима более рационально отказаться от предварительной проковки заготовки.
Пуансоны и выталкиватели после 25…50 контрольных штамповок (ударов) необходимо подвергнуть окончательной доводке размеров и нагреву в масле при t = 150…160 °С в течение 2…3 ч для снятия напряжений.
Повышение стойкости рабочих деталей штампов.
Перспективным способом увеличения прочности и долговечности инструмента для холодной объемной штамповки является термомеханическая обработка (ТМО), сущность которой заключается в комбинировании деформирования и некоторых видов термообработки. Наиболее эффективной для штамповой стали холодной объемной штамповки оказалась низкотемпературная термообработка (НТМО), поскольку она обеспечивает заметное увеличение прочности и вязкости. Технология НТМО состоит из следующих операций: аустенизации в соляной ванне; переохлаждения в селитровой ванне;
деформирования заготовок до получения необходимой деформирования заготовок до получения необходимой формы; закалки в закалочном баке; отпуска; шлифования; отпуска для снятия напряжений после шлифования.
Установлено, что наибольший эффект от НТМО может быть получен на стали с большим инкубационным периодом. Это связано с определенными затратами времени на выполнение перечисленных выше первых четырех операций.
Подобным требованиям более всего отвечает сталь марок Х12ФЦ и Х6ВФ, время инкубационного периода у которых 1,5…2 и 0,5…1 ч соответственно. НТМО можно подвергать
220
заготовки из стали Х12Ф1 диаметром до 240 мм и Х6ВФ — до
110 мм.
На результаты НТМО влияют: схема деформации, степень и скорость деформации, время выдержки и температура отпуска; причем скорость деформации выбирают так, чтобы эффект тепловыделения не приводил к разупрочнению.
Наилучшие результаты по повышению прочности достигаются при изготовлении пуансонов прямым выдавливанием для обратного выдавливания и последней операции высадки гаек. Режимы НТМО приведены в табл.
3.34.
Стойкость пуансонов для обратного выдавливания толкателя клапана, изготовленных с помощью НТМО из стали марок Х12Ф1 и Х6ВФ, была увеличена от 17 тыс. до 28 тыс. штук. На ряде заводов для них применяют сталь Р18. Средняя стойкость таких пуансонов 15 тыс. шт.
Аналогичные результаты получены и для пуансонов для холодной высадки гаек. Срок службы наиболее нагруженного пуансона последней высадки был увеличен более чем в два раза. При двустороннем выдавливании поршневых пальцев стойкость пуансонов увеличилась до 8000 шт. по сравнению с 3000 шт. при использовании для них стали Р18.
Однако для конкретных условий технология НТМО требует уточнения наилучших сочетаний режимов деформирования и термообработки, использования стали соответствующего специального назначения.
Стойкость матриц сложных форм может быть повышена методом выдавливания фасонных полостей; причем, учитывая высокое сопротивление деформированию и низкую пластичность даже в отожженном состоянии таких марок штамповой стали, как Х12Ф1, Х12М, Х6ВФ и т. п., целесообразно применять полугорячее выдавливание. Удельные усилия выдавливания порядка 210…160 МПа могут быть получены при нагреве заготовки до 600…700°С
221
соответственно. Параметр шероховатости поверхности Ra выдавленной в полугорячем состоянии полости достигает 0,48 мкм.
Перспективным методом повышения прочности инструментальной стали является также термомагнитная обработка, при которой предел прочности стали Р18 может быть увеличен до 4000 МПа.
Таблица 3.34 Оптимальные режимы низкотемпературной
термомеханической обработки и механические свойства стали марок Х12Ф1 и Х6ВФ.
3.8.5. Технологическая оснастка и рабочие инструменты для штамповки на высадочных автоматах.
Подающие, задающие и правильные ролики. Подача материала в автоматах осуществляется одной, двумя или несколькими парами подающих роликов, совершающих одностороннее прерывистое вращение (рис. 3.52). У большинства типов автоматов подающие ролики расположены в вертикальной плоскости; в автоматах некоторых моделей, главным образом с вертикальным расположением позиций, подающие ролики
222
вращаются в горизонтальной плоскости.
Рис. 3.52. Ролики: 1 — задающие; 2 — правильные; 3 — подающие.
Подающие ролики обычно выполняют приводными, и лишь в некоторых конструкциях двухвалковых механизмов подачи предусматривается только один приводной ролик.
На автоматах крупных размеров иногда устанавливают еще и задающие ролики с индивидуальном приводом, служащие для проталкивания материала нового бунта через правильные ролики. Привод задающих роликов сблокирован с главным и наладочным приводами автомата так, что они не могут быть включены одновременно.
Правильные ролики располагают в одной либо двух плоскостях по 5 или 7 шт. в шахматном порядке и чаще всего без привода. Задающие и правильные ролики изготовляют с одной канавкой, подающие — чаще всего с двумя. Форма канавки задающих (рис. 3.53, а и б) и подающих (рис. 3.53, в) роликов должна соответствовать профилю металла. Размер h
— (0,1… 0,2) dp, где dp — диаметр нормального сечения желобка ролика. Профиль канавки (желобка) правильных
223
роликов для круглого материала целесообразно выполнять по форме рис. 3.53, в, что позволяет использовать ролики для всего диапазона диаметров металла, обрабатываемого на автомате. Профиль желобка правильных роликов для проволоки диаметром до 5 мм можно выполнять аналогично подающим роликам.
Диаметр нормального сечения желобка dр и ширину угловых желобков S] и S2 определяют следующим образом:
где dO max — наибольший диаметр подаваемого материала; S — размер «под ключ» шестигранного прутка.
Отрезные матрицы. Изготовляют с одним или двумя внутренними диаметрами, с направляющим и заходным конусами (рис. 3.54). Матрицы выполняют цельными стальными или с твердосплавной вставкой, которую запрес-
совывают с натягами: 0,07…0,09 для dOT ≤ 12 мм; 0,09…0,12
для dOT > 12 мм. Диаметр ручья отрезной матрицы
где — зазор, необходимый для обеспечения свободной подачи материала, выбирают из табл. 3.35.
Для автоматов с разъемной матрицей, у которых для повышения качества среза предусмотрено зажатие прутка в процессе отрезки, = 0. Если отрезная матрица работает в паре с закрытым отрезным ножом-втулкой, значения в табл. 3.35 должны быть уменьшены в два раза.
Длина рабочей части lр.ч = (2,5 … 3,0) d0max. Диаметр приемного отверстия d2 = 1,1 d0 max . Отрезные матрицы
многопозиционных автоматов отличаются наличием на переднем торце конуса с углом 5°, диаметр верхнего основания конуса:
Dк. в ≈2d0 max.
224
Рис. 3.53. Формы желобков роликов.
Рис. 3.54. Отрезные матрицы:
а и б — стальные цельная и разъемная; в — с запрессованной твердосплавной вставкой.
Отрезные ножи и придерживающие пальцы (прижимы). Рабочую часть отрезных ножей выполняют двух типов: открытый нож с одним или двумя придерживающими пальцами (рис. 3.55 и 3.56); закрытый нож-втулка с прижимом или без прижима (рис. 3.57). Открытые ножи с двумя придерживающими пальцами применяют главным образом на многопозиционных автоматах для штамповки коротких деталей типа гаек, втулок, пробок и т. п.
Открытые ножи с одним придерживающим пальцем имеют наибольшее распространение на холодновысадочных автоматах для стержневых деталей.
Различают три типа придерживающих пальцев: жесткие, удерживающие заготовку при помощи пружины сжатия (см. рис. 3.55, а и б); эластичные, в виде пластинчатых пружин (см. рис. 3.55, в); жесткие с механическим приводом от кулачка с силовым пружинным замыканием (см. рис. 3.56).
225
Материал может подаваться двояко: между рабочей кромкой ножа и придерживающим пальцем, т. е. «в нож» (центр сечения прутка совпадает с центром окружности рабочей кромки ножа), и перед придерживающими пальцами, т. е. впереди пояса.
При подаче «в нож» центр рабочей кромки ножа находится на линии подачи материала. Если движение придерживающего пальца осуществляется от механического привода, то в период подачи материала палец отодвинут от ножа и материал свободно подается до упора.
При удерживании заготовки с помощью пружины сжатия материал, продвигаясь к упору, встречается с фаской на боковой поверхности пальца (со стороны отрезной матрицы) и приподнимает его, отрезаемая заготовка удерживается между ножом и придерживающим пальцем.
При подаче перед ножом материал находится на некотором расстоянии от линии подачи, придерживающие
Таблица 3.35
Зазоры Δ, мм
226
Рис. 3.55. Отрезные ножи с подпружиненными придерживающими пальцами: а и б — жесткими; в—д —
упругими: dH — наружный диаметр прутка.
Рис. 3.56. Ножи с придерживающими пальцами, приводимыми от кулачкового механизма с силовым
пружинным замыканием.
Рис. 3.57. Закрытые ножи-втулки: а — без прижима; б — с прижимом.
227
пальцы, двигаясь вперед, соприкасаются торцовой фаской с поданным до упора материалом, затем приподнимаются и захватывают отрезаемую заготовку. Диаметр режущей части
(дуги или окружности) ножа dн = d0max.
Наибольшие допустимые диаметры режущей части ножа:
Ширину режущей части lH устанавливают в зависимости от d0max, Длины отрезаемой заготовки lo и типа ножа (открытый или закрытый).
Диаметр рабочего отверстия ножа-втулки (см. рис. 3.57) рекомендуется назначать на 0,04…0,06 мм больше диаметра рабочего канала отрезной матрицы, который, в свою очередь, делают таким, чтобы зазор между матрицей и материалом был в два раза меньше, чем при применении открытых ножей. Открытые ножи однопозиционных автоматов могут быть выполнены со скосом на передней кромке, который определяется размером bН и углом а (рис. 3.58).
Для обеспечения надежного переноса заготовки от отрезной матрицы на линию высадки желательно размер bН назначать наибольшим исходя из габаритных размеров и конструкции ножа. Однако для предотвращения удара пуансона по ножу необходимо обеспечить соответствующий зазор l1 учитывающий также неточность наладки, наличие люфтов в механизмах высадки и отрезки.
Сочетание наибольшего размера bН с наибольшим зазором l1 возможно только для достаточно длинной заготовки, у которой
l0 > 7d0.
При высадке деталей из коротких заготовок в случае применения неподвижно закрепленного пуансона ширину переднего торца ножа bН необходимо определять по одной из приведенных ниже формул.
228
Рис. 3.58. Рабочие части ножей для отрезки длинных заготовок (а), с узкой частью (б) и расположение рабочих
элементов (в): 1 — пуансон; 2 — нож; 3 — матрица.
Ширина режущей части ножа (рис. 3.58)
где hn и hм — глубины ручьев в пуансоне и матрице. На основании опытных данных можно принять
Предварительные пуансоны служат для заталкивания заготовки в полость матрицы, при этом могут осуществляться редуцирование стержня детали и предварительная осадка заготовки.
Конструктивно предварительные пуансоны разделяются на неподвижно-закрепленные и подвижно-закрепленные (подпружиненные). Первые применяют для автоматов с регулируемым по циклу движением отрезного ножа или с
229