Учебное пособие 800680

обрабатывают с припуском 0,2…1 мм на сторону и окончательно — непрофилированным электродом (параметр шероховатости по контуру отверстия Ra = 2,5 мкм).

При наличии тонких пуансонов (шириной менее 4 мм) общую высоту пуансонов для повышения их жесткости выполняют минимальной, как правило, 40…45 мм (при высоте съемника и пуансонодержателя по 16 мм, толщине направляющих планок 3…5 мм).

Пуансоны для вырубки материала толщиной до 0,5 мм выполняют с припуском под доводку 0,01…0,03 мм на сторону, причем для обеспечения равномерного зазора доводку производят по окну матрицы. Параметр шероховатости по контуру Ra < 1,25 мкм. В отдельных случаях при обеспечении на электроэрозионных вырезных станках более высокой точности обработки (в пределах 0,005 мм) за счет установки датчиков контроля и применения коррекций либо за счет применения электроэрозионного станка типа «Agiecut DEM 250», выпускаемого фирмой «Agie», с программным устройством «Agiemeric» можно изготовлять пуансоны для вырубки материала толщиной 0,3…0,5 мм без доводки.

Направляющие планки в большинстве случаев выполняют без вставных упоров. Их изготовляют из стандартизованных термообработанных прямоугольных заготовок, в которых предварительно выполнены крепежные отверстия; твердость заготовок 45…49HRCэ. Матрицу, съемник и пуансонодержатель (комплект плит пакета) штампов последовательного действия изготовляют непрофилированным электродом-проволокой по одному из вариантов, приведенных в табл. 3.2.

Штампы совмещенного действия с рабочими деталями, изготовленными непрофилированным электродом-проволокой. Особенностью этих штампов является постоянное сечение (без буртов и утолщений) пуансон-матрицы и пуансонов; параметр шероховатости по их рабочему контуру Ra =2,5…1,25 мкм. Стенки рабочего окна матрицы перпендикулярны к основанию.

70

Таблица 3.2 Варианты изготовления плит пакета штампов

последовательного действия непрофилированным электродомпроволокой.

71

3.1.2. Штампы для скоростной штамповки.

Эффективность применения скоростной штамповки.

Под скоростной понимают штамповку, выполняемую на быстроходных прессах с частотой ходов 400 и более в минуту. Эту штамповку применяют главным образом для разделительных операций. Повышение быстроходности прессового оборудования является одним из резервов повышения производительности — позволяет в 3-4 раза сократить число занятых прессов, соответственно и число исполнителей, а также производственные площади. Стойкость штампов при этом повышается в 1,5-2 раза. Применение быстроходных прессов эффективно при штамповке деталей партиями свыше

1,5 тыс. шт.

Современные листоштамповочные автоматы, как правило, работают на скоростных режимах. Скоростную штамповку можно осуществлять на универсальных листоштамповочных автоматах с регулируемым числом ходов усилием 400 -1000 кН (отечественные типа АБ6224, АВ6228, А6328А, АА6330 и зарубежные типа PASZ 63.3) с максимальной быстроходностью до 1000 ходов в минуту. На эти прессы-автоматы устанавливают блочные многопозиционные штампы.

Значительный эффект достигается при использовании специализированных прессов-автоматов с нижним приводом моделей СН138, ПА-10, ША-03, 4ГЖ с усилием 100…250 кН, которые оснащены прецизионными устройствами валковой подачи, обеспечивающими погрешность шага не более ± 0,02 мм, что исключает необходимость применения в штампе шаговых ножей и дает возможность снизить расход металла на 8…10 %. На эти прессы-автоматы устанавливают безблочные штампы, которые отличаются от традиционных резко сниженными металлоемкостью и трудоемкостью изготовления.

Их размеры 100×80 и 140×100 мм.

Пресс ПА-10 имеет, кроме того, повышенную жесткость и оснащен устройством автоматизации ввода полосы в

72

рабочую зону штампа. Это расширяет эксплуатационные возможности пресса, обеспечивает штамповку материала толщиной до 2 мм из полосы шириной до 60 мм и безопасность при работе из полосы.

Конструкции пакетных и блочных штампов для скоростной штамповки. Типовые конструкции пакетных штампов, устанавливаемых на прессы типа ПА-10, позволяют благодаря вынесенным колонкам использовать более широкую полосу. В штампах применяются направляющие качения. Направляющие, изготовленные по ГОСТ 14676, в этом случае неприемлемы. Следует изготовлять специальные направляющие устройства с шариками диаметром 2 мм. Точность шариков в пределах одного сепаратора должна быть ± 0,002 мм. Натяг между шариками, втулкой и колонкой 0,01…0,02 мм. Втулки к плите крепят эпоксидным компаундом либо запрессовкой с натягом до 0,005 мм.

Ускоренное крепление пакетного штампа обеспечивается применением специальных прихватов, которыми оснащены некоторые из прессов приведенных выше моделей.

В многопозиционных блочных штампах, устанавливаемых на быстроходные прессы-автоматы с усилием 400…1000 кН, применяют плиты увеличенной толщины, а также съемники из закаленной стали, обработанные электроэрозионными методами с точной подгонкой по матрице.

Наряду с шариковыми применяют роликовые направляющие трения качения или направляющие со специальными элементами качения, обеспечивающими контакт по линии.

Использование эпоксидных компаундов для образования направляющей поверхности неприемлемо из-за высокого температурного коэффициента линейного расширения и плохой теплопроводности этих материалов. Для этой цели целесообразно использовать чугун, порошковые материалы или бронзовые вставки. Последние подгоняют к направляющей плите и фиксируют с помощью специального клея.

73

Таблица 3.3 Требования к штампам для скоростной штамповки и их

конструктивное обеспечение.

74

Основные требования к штампам для скоростной штамповки и конструктивные особенности, обеспечивающие эти требования, приведены в табл. 3.3.

В качестве упругих элементов в этих штампах следует применять тарельчатые и спиральные цилиндрические пружины. Применение полиуретана для изготовления упругих элементов нецелесообразно. Для равномерного и точного закрепления этих штампов применяют специальные устройства.

Зазоры между матрицей и пуансоном в штампах для скоростной штамповки применяют в пределах 12…20 % от толщины штампуемого материала. Значения двусторонних зазоров для штамповки при скоростях 400 -800 ходов в минуту приведены в табл. 3.4.

Таблица 3.4 Двусторонние зазоры при вырубке металлических

материалов при скоростной штамповке (400…800 х/мин)

75

3.1.3. Рабочие детали твердосплавных штампов

Требования к штампам. Твердые сплавы обладают повышенной склонностью к разрушению, поэтому только при соблюдении специальных конструкторско-технологических требований возможны надежная работа штампов с рабочими элементами из твердых сплавов, так называемых Твердосплавных штампов, и повышение их стойкости в десятки и сотни раз по сравнению со штампами со стальными рабочими элементами.

Современные конструкции твердосплавных штампов должны обеспечивать по сравнению со стальными повышенную жесткость, более точное и надежное направление верхней части штампа по отношению к нижней, максимальное приближение оси хвостовика к центру давления штампа, долговечность и надежность узлов съема и упругих элементов, повышенную износостойкость направляющих полосы, возможно большее число переточек и отсутствие концентрации напряжения в элементах конструкции твердосплавных деталей.

Повышенные жесткость и прочность плит достигаются увеличением их толщины. Так, для матриц с размерами в плане 350×200 мм рекомендуется толщина нижней плиты 100…120 мм. Для уменьшения металлоемкости штампов можно применять плиты толщиной 60…80 мм, при этом под штампом следует устанавливать специальную подштамповую плиту толщиной 80…100 мм, диаметр рабочих отверстий для выхода отходов и деталей в которой должен быть на 2…3 мм больше диаметра отверстий в нижней плите штампа. Нижняя и верхняя плиты блока и плиты пакета штампа изготовляются из стали 45. Эти плиты подвергают термообработке до твердости 29…33 HRCэ. Отклонение от плоскостности основания матрицы и прилегающей к нему поверхности нижней плиты штампа, а также тыльной части пуансонов с пуансонодержателем и прилегающей к ней поверхности верхней плиты (или промежуточной подкладной плиты) не должно

76

превышать 0,005 мм. Несоблюдение этого требования может снизить стойкость штампа в несколько раз.

Винты для твердосплавных штампов также изготовляются из стали 45, после чего их подвергают термообработке. Следует учитывать, что даже незначительное растяжение винтов приводит к понижению стойкости твердосплавных штампов.

Точное и надежное направление верхней части твердосплавного штампа по отношению к нижней достигается применением направляющих с трением качения (не менее четырех). Рекомендуемый натяг в шариковых направляющих качения 0,01…0,015 мм. В некоторых случаях применяют натяг 0,02…0,03 мм. Повышение натяга приводит к уменьшению стойкости направляющих. Однако натяг целесообразно повышать при вырубке тонкого материала толщиной до 0,5 мм. Работа на изношенном прессовом оборудовании недопустима. Стойкость направляющих качения составляет 10…16 млн. рабочих циклов в зависимости от натяга. Колонки и втулки изготовляют из стали ШХ15. После термообработки их твердость 59…63 HRCэ Направляющие качения применяют при вырубке материала толщиной до 1,5 мм.

Максимальное приближение оси хвостовика к центру давления штампа обеспечивается конструктивно на основании расчетов. Компенсации неперпендикулярности хода ползуна относительно поверхности стола пресса достигают применением плавающих хвостовиков и перемещающихся узлов крепления штампов к прессу.

Устранение концентрации напряжений в твердом сплаве достигается скруглением режущих кромок в окнах матриц радиусом 0,2—0,3 мм (за исключением рабочего угла в окне отверстия матрицы для шагового ножа штампа последовательного действия). Кроме того, необходимо определение толщины матрицы — минимальной ширины стенки рабочего отверстия матрицы, а также расстояния между рабочими окнами в плане на основе соответствующих расчетов.

77

Обеспечение долговечности и надежности элементов съема и направления полосы достигают за счет армирования съемников закаленными стальными пластинами и твердосплавными элементами, применения твердосплавных направляющих стержней и отлипателей для направления и подъема полосы, использования новых конструкций.

При вырубке различных материалов толщиной свыше 0,3 мм параметр шероховатости рабочих поверхностей матриц и пуансонов Ra должен быть 1,25 мкм. Стойкость матриц, выполненных электроэрозионной обработкой без последующей слесарной доработки, не уступает Доведенным матрицам (доводка обеспечивает Ra = 0,32 мкм).

Пуансоны выполняют или целиком из твердого сплава, или сборными со стальной державкой. Цельные пуансоны обладают достаточной жесткостью и сравнительно просты в изготовлении, но требуют большого расхода твердого сплава. Сборные пуансоны применяют различных типов, они различаются способом крепления твердосплавной части к державке.

Наиболее надежным является механическое крепление, при котором в твердом сплаве не возникают внутренние напряжения. Крепление винтами и штифтами является надежным и технологичным (рис. 3.4), однако отверстия для фиксации штифтами и сами штифты должны быть выполнены очень точно. Натяг более 3…4 мкм при запрессовке штифтов в твердосплавную заготовку недопустим. Необходимо предотвратить выпадение штифтов в процессе работы штампа. Для этого на них выполняют бурты (головки) или устанавливают в твердосплавные пластины втулки посредством диффузионной сварки.

В последнее время получило распространение крепление сборных пуансонов с помощью резьбы, выполненной непосредственно в твердом сплаве (рис. 3.5). Резьбу нарезают либо в пластифицированных заготовках, либо с помощью специального приспособления на прошивочном электроэрозионном станке.

78

Рис. 3.4. Крепление твѐрдосплавных частей пуансона к корпусу:

а– винтами и вкладышем; б – винтом и штифтом:

1– твѐрдосплавная пластина; 2 – вкладыш; 3 – корпус; 4 – винт; 5 – штифт; 6 – переходная втулка.

Рис. 3.5. Крепление твѐрдосплавных частей пуансона с помощью резьбы и шпонок:

1 – пуансон; 2 – стальная державка; 3 и 5 - винты; 4 – шпонка.

При этом для крепления твердого сплава к стали применяют термообработанные винты, а для предотвращения отвинчивания их, как правило, фиксируют эпоксидным компаундом. Фиксацию твердосплавных элементов в сборных

79