Учебное пособие 800680

Таблица 3.40 Формулы для определения диаметра DK большего

основания конического ручья заготовительного пуансона.

241

при этом обеспечено условие, при котором диаметр круга Dc, полученного в сечении потая основной плоскостью, равен диаметру нижнего основания расчетного конуса, т. е. DC = DK. Высота конуса конической осадки:

Все формулы даны в общем виде; при определении DK и положения основной плоскости для первого пуансона в эти формулы подставляют значения аk1, dkl и Rk1. Соответственно для второго пуансона — ак2, dк2 и RK2. Полученные значения DK2, RK2 И а2 определяют для второго пуансона другую основную плоскость А2—А2. При этом будет обеспечено условие, при котором DC2 = DK2.

На последующих схемах не показано положение основной плоскости А2—А2 для второго пуансона. Принципиально схема

будет такой же, т. е. Dk2=Dc2<Dk1=Dc1. Во всех приведенных формулах:

- объем прямого шлица (рис. 3.67, а); объем крестообразного шлица (ГОСТ 10753) у потайных головок Vш ≈ d2h (рис. 3.67, б), полупотайных — Vш ≈ 1,1d2h, полукруглых — Vш ≈ l,2d2h.

Диаметр D' нижнего основания конуса пуансона определяют в зависимости от расстояния п от основной плоскости (рис. 3.68,

а)

Глубину ручья конического пуансона (рис. 3.68, а) принимают с учетом высоты т = 0,1dK ~ 0,1d0 небольшого цилиндрического элемента фигуры, что необходимо для лучшей фиксации заготовки в начальный момент деформирования. Увеличение расчетного объема составляет при этом приблизительно 2,5…4 %, и поэтому объем цилиндрического

242

элемента во внимание не принимается. В этом случае

Условная высота конуса, или глубина конической полости пуансона,

Рис. 3.67. Расчет объема прямого (а) и крестообразного (б) шлицев:

1— потайная головка; 2 — полупотайная головка; 3 — полукруглая головка.

Рис. 3.68. Расчет размеров рабочего ручья конического пуансона.

243

должна быть сопоставлена с абсолютной длиной свободно осаживаемой части заготовки h0. Для успешного течения процесса конической высадки желательно, чтобы пуансон «перекрывал» в начальный момент деформирования более половины высаживаемой заготовки, т. е. Н > h0/2. ДЛЯ увеличения в случае необходимости глубины Н используют следующие приемы: уменьшение угла aк, уменьшение недовода n (путем сокращения расстояния между чистовым и коническим пуансонами или уменьшения глубины выточки в матрице), уменьшение абсолютной длины свободно осаживаемой части заготовки за счет применения исходного материала увеличенного диаметра d0 или изменения конструкции головки, а также применения других форм конических пуансонов.

Наибольшее распространение имеют цельные стальные пуансоны. Для высадки деталей диаметром до 8 мм хорошие результаты в работе дают пуансоны с запрессованной твердосплавной вставкой: стойкость таких пуансонов составляет 1,5…3 млн. шт. Твердосплавные конические пуансоны рекомендуется проектировать после проверки в работе и корректировки размеров стальных пуансонов. Твердосплавные вставки запрессовывают непосредственно в корпус пуансона (сталь марки 30ХГСА, 42…45 HRCэ) с натягом 0,07…0,09 мм — для автоматов, высаживающих детали до 8 мм, и 0,09…0,12 мм — для автоматов больших размеров. Пуансоны для многопозиционных автоматов при значительной глубине полости могут быть выполнены как матрицы: вставку запрессовывают в обойму, а затем обойму со вставкой — в корпус.

При высаживании деталей со сферической головкой заготовительный пуансон, выполненный в форме одного усеченного конуса, не всегда обеспечивает удовлетворительное качество поверхности из-за образования недопрессовки в виде плоской площадки на вершине сферы

(рис. 3.69).

244

Получение качественной поверхности особенно затруднительно при радиусе сферы, меньшем или равном половине диаметра исходного материала, т. е. при r1 ≤ d0/2. В ЭТИХ случаях может быть применен пуансон, ручей которого выполнен в форме двух усеченных конусов (рис. 3.70). При применении пуансона такой конструкции необходимо

Рис. 3.69. Головки: с шаровым сегментом и плоской площадкой на вершине (а); сложной формы (б).

обеспечить, чтобы заготовка сначала обжималась в малом редуцирующем конусе с углом βk, а затем высаживалась в большем конусе с углом αк.

Во избежание образования продольного изгиба заготовки или преждевременной ее высадки усилие обжатия не должно превышать усилия осадки.

Выполнение указанных условий позволяет приблизить форму предварительно высаживаемой головки к окончательной форме и таким образом получить качественную деталь без плоской площадки на вершине головки. В этом случае значительно повысится стойкость заготовительного пуансона, так как малый конус ручья служит не только для обжатия заготовки, но и для устойчивого центрирования ее в момент заталкивания в ручей матрицы. Применение такого пуансона позволит высаживать сферические головки с радиусом, меньшим половины диаметра исходного материала.

Больший диаметр обжимного конуса D р.к

245

степени деформации q < 30 % меньший диаметр обжимного конуса

Рис. 3.70. Специальная форма конического пуансона: V1 — рабочий объем полости в пуансоне; V2 — объем

головки винта.

Для легированной, жаропрочной, коррозионно-стойкой и высокоуглеродистой сталей βк = 24…28°, для малоуглеродистой стали βк = 28…30°.

Угол большего конуса αк назначается по общим правилам: αк = 3 + 1,2°. При определении общего расчетного объема предварительно высаживаемой головки объем редуцирующего конуса следует учитывать.

Обычные конические пуансоны для потайных головок имеют укороченную глубину полости Н, так как основная плоскость расположена на значительном расстоянии от торца матрицы. Специальный пуансон (рис. 3.68, б) с увеличенной глубиной Н позволяет значительно сократить недоход п. На приведенном рисунке показан пуансон, у которого по сравнению с обычным глубина полости увеличена приблизительно на 1,5 мм (0,7 мм — за счет внедрения в потай, 0,3 мм

— недоход чистового и 0,5 мм — разница между чистовым и коническим). Таким образом, глубина полости Н увеличена приблизительно на 26 % , что позволяет коренным образом улучшить качество высаживаемой детали. Так как такой пуансон «опережает» чистовой, то во избежание повреждения и

246

разрушения конического пуансона необходимо в державке матриц предусмотреть углубление.

Высадочные матрицы и чистовые пуансоны. Формообразование детали или полуфабриката на однопозиционных и многопозиционных автоматах осуществляется по трем схемам: в матрице (рис. 3.71), в матрице и зазоре, между пуансоном и матрицей (рис. 3.72), в матрице, зазоре п и пуансоне (рис. 3.73).

В общем виде высота головки или уплотненной части детали:

Рис. 3.71. Формообразование деталей в матрице.

Рис. 3.72. Формообразование деталей в матрице и зазора п между пуансоном и матрицей.

247

Общая длина отштампованной детали типа ступенчатого стержня, шпильки или штифта

где hм — высота высаживаемой части в матрице; hп — высота высаживаемой части в пуансоне; п — зазор между пуансоном и матрицей, который принимают исходя из чертежа детали и технологического процесса высадки 0,2 …5,0 мм.

Рис. 3.73. Формообразование деталей в матрице, зазоре п

ипуансоне.

Висключительных случаях для очень низких головок и

мелких деталей nmin = 0,05 мм. При высадке жестко закрепленным пуансоном допускается в некоторых случаях принимать зазор п - 0. Пуансоны со скользящим сердечником работают без зазора; головка пуансона подпружинена, что

248

исключает «жесткий» удар по матрице.

Допуски на глубины ручьев пуансонов и матриц, т. е. hм и hп, при изготовлении инструмента назначают согласно табл.

3.41.

При высадке в матрицах и пуансонах из углеродистой стали целесообразно использовать весь допуск элемента детали на износ инструмента. Поэтому размеры рабочего профиля в плоскости, перпендикулярной к оси высадки для деталей, имеющих жесткий допуск (0,03…0,12 мм), назначают по наименьшим чертежным или технологическим размерам. Для гарантированного получения качественной детали размеры твердосплавного инструмента целесообразно назначать по наименьшим чертежным или технологическим размерам плюс 0,1…0,5 допуска на элемент детали.

Как показала практика эксплуатации, в большинстве случаев для твердосплавного инструмента достаточно оставлять на износ всего лишь 0,03…0,06 мм на сторону.

Номинальные диаметры рабочих ручьев матриц и пуансонов из углеродистой стали и со вставками из твердых сплавов, в которых происходит формообразование (осадка или редуцирование) элементов детали под последующую накату резьбы, всегда назначают по наименьшим технологическим размерам.

В матрицах для высадки потайных (полупотайных) головок наибольший диаметр не задают. Однако высота конуса в ручье матрицы должна быть задана таким образом, чтобы, во-первых, обеспечить получение (при заданном зазоре п) чертежного размера высоты головки (желательно Нср), вовторых, во избежание брака при высадке получить в матрице (с учетом номинальных размеров диаметра ручья и высоты hм) больший диаметр в пределах верхней половины допуска на наружный диаметр головки. Желательно, чтобы диаметр большого основания конического ручья матрицы находился ближе к максимальному значению наружного диаметра головки высаживаемой детали.

249