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

Твердость стальных матриц и пуансонов, предназначенных для штамповки достаточно больших партий деталей, зависит от условий работы (табл. 31).

В разделительных штампах твердость пуансона меньше твер­ дости матриц. Это объясняется тем, что пуансон, являясь часто подвижной рабочей частью, наносит удар при выполнении техноло­ гической операции. Следовательно, пуансон в большей степени подвержен выкрашиванию, чем неподвижная матрица. Кроме того,

сообразно сочетать твердосплавную матрицу с пуансоном из вы­ соколегированной стали. Значительная разница в твердости спо­ собствует продлению срока службы рабочих частей.

Опыт показал, что одним из рациональных вариантов является сочетание твердосплавной матрицы со стальным пуансоном отно­ сительно малых сечений. Пуансоны изготовляют из высоколеги­ рованных (в том числе быстрорежущих) сталей марок ХВГ; Х12М; 5ХС; (Р6МЗ; Р6М5; Р18 и др.), а матрицы — из металлокерами­ ческого 'Твердого сплава. Замечено, что при этом варианте стой­ кость стального пуансона повышается до 5—6 раз по сравнению с обычным вариантом — когда матрицу и пуансон изготовляют из стали.

Например, стойкость пуансонов между переточками при штамповке деталей из электротехнической стали достигает 30 000— 35 000 циклов вместо 5000—6000. Твердосплавная матрица сохра­ няет нормальную режущую кромку в течение 250 000—300 000 ра­ бочих циклов. По данным исследований, проведенных Лисиным, наибольшая стойкость достигается при притупленной режущей кромке пуансона и острой кромке матрицы [10].

150

Благодаря сочетанию стальных пуансонов с твердосплавными матрицами значительно облегчается их взаимная пригонка при беззазорной штамповке. Это объясняется большой разницей твер­ дости стального пуансона (#/?Стах 60—62) и твердости твердо­ сплавной матрицы HR А 85—90). Этим же можно объяснить и до­ статочно высокую стойкость незакаленной (или слабо закаленной) матрицы при штамповке деталей из тонкого металла (5 ^ 0,5 мм) с применением закаленного пуансона.

На стойкость режущих кромок влияет скорость подвижных частей пресса. При повышенных скоростях необходимо для рабо­ чих деталей выбрать материалы, обладающие наибольшей опти­ мальной твердостью. Лучшими из них являются металлокерамиче­ ские твердые сплавы, высокая твердость которых сохраняется при значительном нагреве (до 600° С), характерном для высокоскоро­ стной штамповки.

По данным производства и исследований, при повышенных ско­ ростях стойкость любого инструмента относительно возрастает. Это объясняется некоторым снижением сопротивления разделе­ нию (до 15—20%) и уменьшением бокового износа инструмента.

В разделительных штампах помимо рабочих частей термо­ обработке подвергают следующие детали: ловители, фиксаторы, упоры, ножи, а в некоторых случаях державки.

Ловители и фиксаторы работают на истирание, поэтому они должны обладать достаточно высокой твердостью (не менее HRC

50—54).

Упоры, не связанные с выполнением точных работ, подвергают термообработке до твердости HRC 40—45. Но при более ответствен­ ном назначении, когда от них зависит точность штампуемых дета­ лей (например, упоры к Шаговым ножам) или когда они испыты­ вают большие динамические нагрузки, необходима твердость не менее HRC 50—54.

Ножи (шаговые, для разрезки отходов и др.) должны обладать твердостью пуансонов.

Державки для пуансонов и матриц подвергают термообработке

восновном в трех случаях:

1)при тяжелых работах (штамповка толстых металлов);

2)при запрессовке в них твердых сплавов (например, металло­ керамических);

3)при креплении быстросменного инструмента.

Державки следует полностью закаливать в .первом случае до твердости HRC 40—45, а во второй — до HRC 50—54. В третьем случае стальные державки подвергают цементации до твердости

HRC 56—60.

В формообразующих штампах (вытяжных, гибочных и др.) в значительной степени изнашиваются матрицы и прижимы. На интенсивность их износа немало влияет скорость движения рабо­ чих органов пресса. Поэтому в штампах, которые устанавливают на быстроходных прессах, указанные детали изготовляют из высо-

151

Материалы для деталей штампов или для специальных установок, применяемых при холодной штамповке (по данным 1973 г.)

плавными переходами

в 1 мин) матрицы и прижимы допускается изготовлять из чугуна или из сталей с невысокой твердостью после термообработки

(.HRC 40—50).

Однако при малых скоростях, но при тяжелых условиях работы (большая глубина вытяжки или резкие переходы на рабочей поверхности) твердость этих деталей должна быть не менее

HRC 56—60.

Вмелкосерийном производстве при штамповке цветных метал­ лов жестких требований к твердости рабочих частей не предъяв­ ляют. Поэтому в формообразующих штампах широко применяют пластмассы, твердость которых невысокая (до НВ 18—25).

Втабл. 32 приведены наиболее распространенные материалы для деталей штампов с указанием предельной рабочей твердости. Данные табл. 32 отражают сведения о материалах, которыми рас­ полагает промышленность в настоящее время.

§ 4. М ЕТОДЫ УПРОЧНЕНИЯ РАБО ЧИ Х ДЕТАЛЕЙ

Независимо от технологического назначения штампа при всех работах изнашиваются прежде всего рабочие поверхности деталей. Чтобы увеличить стойкость, детали подвергают упрочнению.

Для сталей применяют несколько методов упрочнения:

а) химико-термический; б) электроискровой; в) местную за­ калку; г) наплавку более твердого слоя; д) цементацию и др.

Химико-термический процесс — это принудительное насыще­ ние поверхности закаленной стали элементами, повышающими

твердость.

Название процесса зависит от названия элемента, например для упрочнения штамповых сталей применяют хромирование и азотирование.

Х р о м и р о в а н и ю подвергают в основном углеродистые штамповые стали. Высокохромистые легированные стали плохо поддаются хромированию вследствие непрочного соединения хрома со сталью.

Хром наносят в виде тонкого покрытия слоем не более 0,02— 0,03 мм. Большие слои хрома при эксплуатации легко отделяются. Твердость хромированного слоя должна быть HRC 62—63, так как в этом случае достигается лучшая стойкость.

Коэффициент трения поверхности рабочих деталей, покрытых хромом, снижается в 2—3 раза по сравнению с закаленной сталью, что очень ценно для формообразующих операций.

А з о т и р о в а н и е применяют для упрочнения легирован­ ных сталей со значительным содержанием хрома и вольфрама. К ним относятся стали Х12Ф1, Х12М. Толщина упрочненного слоя может быть 0,2—0,3 мм, т. е. примерно в 10 раз больше, чем при хромировании. Твердость азотированного слоя достигает

HRC 68—70.

159