книги из ГПНТБ / Скворцов, Г. Д. Основы конструирования штампов для холодной листовой штамповки подготовительные работы

Наиболее простым конструктивным исполнением является раз­ делительный штамп с жестким съемником 1, который одновременно служит направлением для пуансона 2 (рис. 65, в). Однако в совре­ менном листоштамповочном производстве широко распространены штампы с направляющими колонками, обеспечивающими в про­ цессе работы высокоточное совпадение инструментов.

Каждый штамп должен иметь элементы фиксации для обраба­ тываемых заготовок, например направляющие и при необходи­ мости шаговые упоры для ленты или полосы, фиксаторы для штуч­ ных заготовок. В зависимости от назначения штамп необходимо оснащать механизмами для удаления готовых деталей (полуфабри­ катов) и отходов, прижимами, съемниками, ограждениями по обеспечению безопасности в работе и другими неотъемлемыми эле­ ментами конструкций.

£ 2. КЛАССИФ И КАЦ И Я Ш ТАМ ПОВ ПО КОНСТРУКТИВНО -ИНСТРУМ ЕНТАЛЬНОМ У П Р И ЗН А К У

Индивидуальный штамп.со своим блоком и с полной комплекта­ цией, необходимой для ведения заданного процесса принято ус­ ловно называть инструментальным. Он, обычно, предназначен для штамповки конкретной детали (или группы конкретных деталей). Заменять штампуемые детали другими нельзя.

Штампы, не имеющие индивидуального блока, без которого они самостоятельно работать не могут, называют переналаживае­ мыми. В этом случае изготовляют универсальный блок, за кото­ рым закрепляют большую группу пакетов штампов (сменных нала­ док), предназначенных для штамповки различных деталей. К этим штампам относят и универсально-переналаживаемые, в них перио­ дически заменяют отдельные рабочие и вспомогательные детали.

В штампе можно обрабатывать или всю деталь сразу за один технологический процесс, или поэлементно — с расчленением процесса на несколько этапов обработки. В зависимости от требо­ ваний производства и от степени оснащенности оборудования штампы (независимо от классификационной группы) могут выпол­ нять только чисто штамповочные функции (разделительные, формо­ образующие и др.) или иметь дополнительные устройства для авто­ матического перемещения исходного металла (заготовки), удаления готовых изделий, и для других каких-либо операций.

Как и всякая оснастка, штампы могут быть или унифицирован­ ными, состоящими из стандартизованных деталей и узлов, или оригинальными с новыми элементами и кинематическими схемами, отличающимися от общеизвестных. В специализированном произ­ водстве (и прежде всего при массовом выпуске) имеются условия для проектирования полностью стандартизованных штампов, со­ стоящих целиком из унифицированных деталей и узлов. Надеж­ ность этих штампов обычно выше оригинальных, так как их работа проверяется на протяжении длительной эксплуатации.

120

Штампы, как изделие инструментального производства, под­ разделяют на мелкие (масса 30—150 кг), средние (до 1500 кг), крупные (до 8000 кг) и особо крупные (свыше 8000 кг). Штампы по этому признаку делят также в системе организации хранения,

статистико-экономического учета, транспортировки, ремонта и эксплуатации штампов.

Рис. 66. Вырубной штамп с направляющими колонками

Кроме приведенных, известны и другие частные признаки, характеризующие штамп с выделением какой-либо его особенности. Например, штампы с рабочими частями из пластмассы или из твер­ дого сплава соответственно называют «пластмассовые», и «твердо­ сплавные»; штампы, предназначенные для штамповки деталей ку­ зова (автомобиля или другой машины), называют «кузовные» (по служебному признаку) и др.

Заметим, что классификация штампов по частным признакам не является основной. По мнению автора, в официальных докумен­ тах не должно быть такой классификации. Однако, это не исклю­ чает применения в технической литературе подобных названий штампов, но с более точной формулировкой, например «штампы

121

с применением твердых сплавов», «штампы для штамповки крупных облицовочных деталей» и др.

При конструировании целесообразно подразделять штампы на простые и сложные. К первым относятся штампы, выполняющие элементарные операции, без каких-либо дополнительных средств

механизации и автоматизации, например штамп для вырубки пря­ моугольной детали (рис. 66). В таком штампе полоса (лента) про­ двигается оператором или автоматическим устройством, кинемати­ чески не связанным со штампом. Вырубленная деталь падает «напровал»). Таким образом, штамп совершает только вырубку.

Основой всякого штампа является несущий блок, состоящий из нижней и верхней плит 1 и 4, направляющих элементов (коло­ нок 2, втулок3) и хвостовика5(если пресс с хвостовым креплением),

122

К блоку монтируют рабочие и вспомогательные детали. Рабочими деталями являются матрица 7 и пуансон 6 вспомогательными дета­

лями — съемник 9, державка 8, упор 10, крепежные и другие де­ тали.

С помощью вспомогательных деталей осуществляются крепле­ ние и фиксация рабочих частей штампа, фиксация заготовок (полу­ фабрикатов), съем отходов и готовой детали, а также другие функ­ ции.

По степени сложности оснастки не всегда можно правильно определить характер производства. Например, несложные штампы целесообразно иметь при мелкосерийном производстве и также при крупносерийном. Особенно это рационально для специализирован­ ного производства, когда оборудование оснащают всевозможными средствами механизации и автоматизации. Следовательно, при всех видах производства целесообразно упрощать штампы, превра­ щая их в быстро переналаживаемый инструмент.

Сложные штампы в отличие от простых могут быть многоопера­ ционными. Большинство из них оснащают вспомогательными устройствами для автоматического перемещения исходного ме­ талла, различными клиновыми и рычажными механизмами для транспортировки полуфабрикатов или выполнения технологиче­ ских операций. Примером может быть штамп, приведенный на рис. 67.

Штамп предназначен для пробивки, формовки и вырубки пла­ стины по контуру. Исходным материалом является лента. В про­ цессе работы она перемещается автоматически от роликоклинового механизма, подвижную каретку 1 приводит в движение клин 2 и пружина 6. Штампуемая деталь после вырубки остается в матрице, откуда удаляется толкателем пресса. При падении она улавли­ вается маятниковым сбрасывателем5 и выносится из рабочей зоны. Маятник вращается вокруг вертикальной оси 4. При подъеме пол­ зуна на него воздействует пружина 3, а при опускании — клин, закрепленный в верхней плите.

Таким образом, штамп приведенный на рис. 67, кроме техноло­ гической операции, выполняет другие вспомогательные функции, в результате чего переходит-в категорию сложных штампов.

$ 3. КЛАССИФ И КАЦ И Я Ш ТАМ ПОВ ПО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ П Р И ЗН А К У

Основным признаком, по которому различают штампы, яв­ ляется их технологическое назначение. Штамповочные операции делят на четыре основных вида: разделительные, формоизменяю­ щие, сборочные и комбинированные. Каждый вид включает ряд операций, отличающихся друг от друга.

Название штампа должно быть коротким, характеризующим выполняемый процесс. Например, штамп, предназначенный для вырубки контура детали, наиболее целесообразно называть выруб­

123

ным. К названию штампа, предназначенного для таких операций, как завивка, закатка, клеймение и др. следует добавлять слово «для», например штамп для закатки и т. д.

При многооперационной штамповке неизбежно повторение на­ званий оснастки. Например, получить глубокий стакан невозможно за одну вытяжку, так как это связано с допускаемой степенью де­ формации металла. Поэтому в системе учета технической докумен­ тации, чтобы отличить один вытяжной штамп от другого, необхо­ димо указывать порядковый номер перехода вытяжки. Для этого лучше применять римские цифры: штамп вытяжной (I переход), штамп вытяжной (II переход) и т. д. Аналогично поступают и при других технологических операциях.

По принципу действия штампы, выполняющие одновременно несколько элементарных операций (комбинированные), делят на совмещенные и последовательные; по конструктивному при­ знаку — на многоручьевые, полуавтоматы, автоматы и многопози­ ционные автоматы.

Штампы совмещенного действия предназначены для одновремен­ ного выполнения нескольких различных элементарных операций за один ход пресса в одном рабочем ручье (со ступенчатой обработ­ кой в направлении движения рабочих частей). Классическими при­ мерами могут быть штампы, выполняющие одновременно следую­ щие операции: вырубку детали по контуру и пробивку отверстий, обрезку с пробивкой, вырубку заготовки с вытяжкой, отрезку с гибкой и т. д.

На практике часто термин совмещенный заменяют близким по смыслу термином комбинированный, что в принципе не нарушает существа, однако вносит путаницу в классификацию. Поэтому ре­ комендуется строго придерживаться единого термина — совме­ щенный.

Штампы последовательного действия предназначены для.вы­ полнения нескольких операций за несколько ходов пресса с пере­ мещением детали (заготовки) от одного рабочего ручья к другому (в направлении противоположном движению ползуна пресса). При этом возможны любые сочетания элементарных технологиче­ ских операций.

Обобщающие названия (совмещенный и последовательный) не раскрывают конкретных процессов). Последнее можно устано­ вить только после тщательного рассмотрения чертежа. Поэтому при сложных конструкциях целесообразно уточнять название штампов. Например, в чертеже сложного штампа при совмещении трех операций: вырубки, вытяжки и формовки рекомендуется все перечисленные операции указать в скобках после основного названия: штамп совмещенный (вырубка, вытяжка и формовка).

Особую группу представляют штампы последовательного дей­ ствия многоэтажные, в которых на каждом этаже возможно вы­ полнение однооперационной или совмещенной штамповки с пере­ мещением заготовок от одного рабочего ручья к другому. Таким

124

образом, не исключено сочетание совмещенной с последовательной штамповкой. Аналогичное сочетание возможно в случае, если не­ сколько штампов различной сложности смонтированы на одной плите и сблокированы между собой единым транспортным меха­ низмом. Очевидно, как к первым, так и ко вторым ближе подходит название — штампы последовательные.

В современном штамповочном производстве число штампов, выполняющих только элементарные операции: вырубку, гибку, формовку, вытяжку и другие, становится все меньше и меньше. Например, большинство операций гибки сопровождается чекан­ кой или по всей поверхности детали, или по некоторой ее части, однако штампы называют не совмещенными, а гибочными. Это объясняется тем, что чеканка является в данном случае не основ­ ной технологической операцией, а сопутствующей, вызванной конструктивными соображениями.

То же самое можно наблюдать при так называемой сложной гибке, которая сопровождается вытяжкой, но без складкодержателей. Основной процесс — гибка, поэтому и штамп, выполняющий сложную гибку, должен быть назван гибочным. Аналогичные примеры можно найти и при вытяжке, формовке и отбор­ товке.

Если же в чертеже детали даны особые требования к выполне­ нию какой-либо поверхности,, к радиусу и т. д., то чеканка будет уже не сопутствующей вспомогательной операцией, а заведомо предусмотренной чертежом и технологией. В этом случае штампы, выполняющие гибку, вытяжку, формовку, отбортовку вместе с че­ канкой, необходимо называть совмещенными.

При конструировании штампов встречаются и несколько иные сочетания операций, когда также основной является одна какаялибо операция, а другие вспомогательными. Например, при фор­ мовке или вытяжке требуется одновременно пробить в детали тех­ нологические отверстия. Несмотря на то, что выполняются две различные элементарные операции, все же часто таким штампам присваивают название однооперационных: формовочные, вытяж­ ные и т. д. Однако такое невнимание к вспомогательным операциям необоснованно. Поэтому более правильно подобные штампы назы­ вать совмещенными.

Название штамп-автомат присваивают в том случае, когда в штампе выполняется весь комплекс операций для данной детали, включая автоматическое перемещение металла (заготовок), а а также механизированное удаление готовых деталей и отходов. Работа осуществляется на автоматическом режиме.

Многопозиционный штамп-автомат состоит из переналаживае­ мых штампов, объединенных в один блок с единым управлением. Такой блок представляет собой как бы небольшую автоматическую линию, компактно размещенную внутри пресса. Передача полуфаб­ рикатов от штампа к штампу осуществляется специальными меха­ низмами. Работа всех штампов сблокирована.

125

Таблица 30

Ш т а м п ы и и х с х е м ы

Д ля завивки

Д ля скручивания

126

Неправильно присваивать сложному штампу название автомат, опуская основной термин штамп. Термин автомат не расшифровы­ вает технологической сущности устройства, поэтому название его следует строить по схеме; штамп-автомат для дет. № . . . Еще лучше, если будет указано название штампуемой детали, например «штамп-автомат для пряжки (дет. №. . .)».

Многоручьевым штампам целесообразно давать сдвоенные (комбинированные) названия. Основным признаком, отличающим эти штампы от других, является наличие нескольких рабочих по-

Продолжение табл. 30

Штампы и их схемы

ш

127

Г Л А В А I I

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ШТАМПАМ

§ 1. КОМПАКТНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ И УДОБСТВО В РАБОТЕ

Рассматривать конструкцию штампа как нечто оторванное от технологии и оборудования нельзя. Проектирование штампа необ­ ходимо осуществлять прежде всего в соответствии с предусмотрен­ ным технологическим процессом. Конструкция штампа должна обеспечивать заданную производительность труда и высокое каче­ ство детали. Эти два требования одновременно определяют слож­ ность и стоимость конструкции. Последнее также зависит от задан­ ной точности изделия. Чем выше точность, тем дороже штамп. Но во всех случаях в задачу проектанта входит снижение стоимо­ сти конструкции как при использовании инженерного труда, так и при изготовлении ее в металле. Поэтому в процессе конструи­ рования штамповой оснастки необходимо стремиться к малой ме­ таллоемкости, максимальному использованию стандартных дета­ лей и узлов, а также к возможному упрощению.

Профессия оператора-штамповщика является одной из опасных в машиностроении, поэтому к конструкции штампа предъявляют особые требования по обеспечению техники безопасности.

Необходимо, чтобы опасные зоны штампов не были доступны для рук оператора. В одних случаях это достигается введением защитных устройств, а в других — за счет средств механизации. Одновременно решаются вопросы удобства работы конструкции. Но удобства и безопасность необходимы не только для операторов. Они также нужны изготовителям, транспортникам и наладчикам штампов.

Конструкция должна обеспечивать транспортировку штампа и его отдельных тяжелых деталей с учетом использованйя меж­ цеховых и внутрицеховых подъемно-транспортных средств. Рабо­ чий не должен поднимать груз более 25 кг.

Для удобства изготовления, кроме технологичности деталей, необходимо обеспечивать технологичность сборки, а также воз­ можность заточки, восстановления' рабочих частей в процессе экс­ плуатации.

Конструкция штампа должна обеспечивать тщательную под­ гонку его к оборудованию, а также удобное и надежное крепление