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

делах 3—4-го классов. При размерах штампуемых деталей до 30—40 мм и средней точности их изготовления' (5-го класса) это вполне приемлемо.

Необходимо правильно выбирать расположение лысок отно­ сительно рабочего контура. Например, для пуансона, показан­ ного на рис. 95, в, рекомендуется снимать лыску на фланце в на­ правлении, параллельном боковым плоскостям рабочего контура Л. Это дает возможность обрабатывать лыскн и боковые плоскости контура при одной установке пуансона. При других рабочих кон­ турах необходимо располагать лыски также с учетом технологич­ ности изготовления.

Фиксация планками (рис. 95, г) по сравнению с предыдущими способами фиксации менее точная. В разделительных штампах ее можно применять только при грубых работах, а в формообра­ зующих — при любых.

На прочность и точность запрессовки немало влияет толщина стенок державок. Цилиндрические державки применяют редко и главным образом для круглых рабочих контуров. Толщина сте­ нок обычно зависит только от размеров крепежных деталей. Од­ нако в особых случаях ее приходится значительно увеличивать, например, когда державки одновременно выполняют роль скреп­ ляющего бандажа.

Наиболее распространены прямоугольные державки, их жест­ кость зависит от толщины стенок и размера окон. При удлиненных рабочих контурах снижается жесткость державки в поперечном сечении. По ширине А (рис. 96, а) наблюдается выпучивание стенок а на некоторую величину 6.

Чем длиннее (размер L) запрессованная деталь, тем больше величина б. Поэтому размер а подобных державок рекомендуется делать больше размера Ь. Штифты необходимо устанавливать ближе к середине державки (рис. 96, б), что при окончательной сборке частично выправляет стенки и делает державку более жесткой в процессе эксплуатации.

При отношении длины L посадочной поверхности пуансона к ширине С более 10 не рекомендуется изготовлять державки со сквозными отверстиями. В таких случаях более целесообразно применять несквозную врезку (рис. 96, в) с креплением пуансона винтами, если допускают габариты. При этом сохраняется жест­ кость державки и обеспечивается высокая точность соедине­ ния.

Закрепляемые детали с посадочными поверхностями некруглой формы не обязательно спаривать с державкой по всему периметру. Например, технологичнее, если прямоугольный контур посадоч­ ной поверхности рабочей детали не будет касаться углов державки, что облегчает обработку окна. Иногда форма рабочегоконтура позволяет значительно срезать углы у посадочной поверхности пуансона или матрицы (рис. 97). В этом случае в углах сопрягае­ мых деталей рекомендуется оставлять зазор.

180

В)

Рис. 97. Пример посадки рабо­ Рис. 96. Крепление с нцтягом удлиненных пуансонов при отношении 6 чей детали с натягом не по

всему контуру окна державки

' \

£4. СОЕДИНЕНИЕ З АЛ И ВКО Й ЛЕГКОПЛАВКИМИ

МА Т Е Р И А Л А М И

Метод крепления рабочих деталей заливкой легкоплавкими материалами занимает особое место в производстве штампов. Этот метод является прогрессивным , он уменьшает продолжительность и стоимость изготовления оснастки.

Его широко применяют для крепления пуансонов в державках разделительных штампов. При штамповке металлов толщиной до 1—1,5 мм крепление заливкой осуществляется или легкоплав­ кими металлическими сплавами, или быстротвердеющей пласт-

Рис. 98. Крепление пуансонов в державке заливкой легкоплавкого материала

массой. В первом случае применяют сурьмяно-висмутовые сплавы типа НИАТ-23 или оловянисто-свинцовые1, а во втором — самотвердеющие пластмассы типа АСТ-Т и стиракрил.

Металлические легкоплавкие сплавы являются заполнитетелями и связующими материалами. По свойствам они близки к известным оловянисто-свинцовым припоям. Окна державок выполняют по пуансону с зазором z — 0,1-^0,2 мм на сторону. Следовательно, особо точной подгонки не требуется. Для более надежного крепления пуансонов рекомендуется дополнительно устанавливать штифты или делать выступы (рис. 98, а). Послед­ нее дает возможность применять крепление заливкой пуансонов также и при штамповке металла толщиной более 1,5 мм, так

1 Наиболее распространен сплав следующего состава: 48% Bi; 32% Pb; 15% Sn; 5% Sb. Температура плавления 95—100° С. При охлаждении незна­ чительно расширяется.

182

как дополнительные жесткие элементы способны воспринимать значительно большие отрывные усилия, чем легкоплавкий ма­ териал.

При креплении пуансона только легкоплавким материалом усилие нагружения пуансона на отрыв определяют по формуле

где L — длина периметра контура срезаемой части легкоплав­ кого материала (в зоне пуансонов или в зоне державки), мм; h — высота периметра среза легкоплавкого материала, мм; [т]сР до­ пускаемое напряжение на срез легкоплавкого материала, [т1ср = = 2,5-и5 кгс/мм2.

Самотвердеющие пластмассы в основном используют только как заполнители. Окна в державках под посадочные поверхности выполняют с зазором z = 2-нЗ мм. Соосность расположения кон­ туров обеспечивается ориентировочно. Для более прочного соеди­ нения окна делают такой формы, чтобы в залитой массе образова­ лись буртики или выступающие части (рис. 98, б), а в рабочей детали соответственно канавки или углубления.

Пуансоны в державках рекомендуется заливать после оконча­ тельной разделки матрицы (с учетом технологического зазора). Вначале готовый пуансон вставляют в окно.матрицы строго пер­ пендикулярно к ее зеркалу, затем ставят державку и заливают легкоплавкую массу.

При больших режущих зазорах часть поверхности пуансона, которая входит в матрицу, вначале никелируют или покрывают специальным составом. Слой временного покрытия выполняют равным величинережущего зазора. Таким образом достигается беззазорная подгонка матрицы с пуансоном, что обеспечивает точное центрирование рабочих контуров. Затем временное покры­ тие удаляют.

Профиль пуансона по всей длине соответствует рабочему кон­ туру матрицы, и только в зоне соединения с державкой делают канавки.

Применение самотвердеющих пластмасс в многопуансонных штампах для крепления заливкой пуансонов в державках, съем­ ников и других деталей штампов позволяет значительно повысить точность совпадения рабочих частей и увеличить стойкость штам­ пов [22].

Крепление деталей заливкой легкоплавкими материалами может найти широкое применение в специализированном произ­ водстве штампов.

§ 5. КРЕПЛЕНИЕ БЫСТРОСМЕННЫХ РАБОЧИХ Д Е Т А Л Е Й

Нередко требуются такие способы крепления, при которых возможна удобная замена пуансона или матрицы в процессе эксплуатации без снятия штампа с пресса, например при тяжелых

183

условиях работы, когда рабочие детали часто заменяют, а также при наличии универсальных штампов. В этих случаях широко применяют скользящую посадку с дополнительным креплением. Посадочная поверхность детали обычно имеет круглое сечение. Крепление осуществляют в основном 1) болтами; 2) прихватами; 3) шариками и 4) гайками.

Крепление болтами (рис. 99, а) конструктивно самое простое и надежное. Однако при затягивании болтом происходит неко­ торое смещение рабочей детали (матрицы или пуансона) относи­ тельно оси, что нарушает правильную ее посадку.

Рис. 99. Крепление быстросменных рабочих частей болтами

При штамповке толстых металлов это мало отражается на ка­ честве деталей, так как между режущими частями выполняется значительный технологический зазор. При тонких же металлах смещение рабочей детали относительно оси не допускается. Но если посадочное отверстие выполнить относительно глубоким и ось болта направить под некоторым углом, то можно добиться достаточно точной соосности спариваемых деталей. При наклон­ ном болте часть усилия, возникающего от затяжки, передается к оси закрепляемой детали, способствуя подтяжке ее к опоре,

184

Чем больше угол а и чем глубже посадочное отверстие, тем надежнее крепление и точнее расположение рабочих деталей. Поэтому при штамповке толстых и тонких металлов желательно угол а максимально увеличивать. Особенно это относится к креп­ лению пуансонов в разделительных штампах.

При увеличении угла а наклона болта появляется возмож­ ность крепить быстросменные матрицы и пуансоны не только на малом расстоянии А от края державки, но и в любом месте ее (рис. 99, б). В большинстве случаев при этом приходится уве­ личивать высоту матриц так, чтобы их рабочая поверхность была

выше винта.

Шп.тна

Для удобства извлечения матриц из отверстия рекомендуется на их выступающей части делать канавки, а для удобства извле­ чения пуансона, застрявшего по какой-либо причине в державке, со стороны опоры сверлить малое отверстие. Иногда при близком расположении пуансонов можно применять крепление болтами в два-три яруса с посадкой в отверстия разной глубины и с раз­ ным направлением болтов (рис. 100).

Опорой для болта в рабочих деталях может быть кольцевая канавка, если их посадочная поверхность цилиндрическая, и местные лыски при других формах посадочной поверхности. В по­ следнем случае для более точной фиксации рабочей детали от про­ ворота целесообразно иметь две лыски (см. рис. 99, б, исполне­ ние //). Соответственно ставят два болта, регулировкой которых можно точно установить рабочий контур в необходимом положе­ нии. Однако более распространенным и надежным способом яв­ ляется постоянная фиксация со шпонкой (рис. 101).

Матрицы и пуансоны в формообразующих штампах допускается крепить скобами, прихватами. Как и при креплении болтом, ре­ комендуется посадочную поверхность выполнять цилиндричес­ кой (рис. 102, а). Однако в формообразующих штампах требова­ ния к креплению рабочих деталей могут быть несколько ниже,

185

Рис. 102. Различные способы крепления быстросменных рабочих деталей штампов

Рис. 103. Крепление пуансонов специальными гайками

186

поэтому посадочную поверхность быстросменных деталей допус­ кается выполнять прямоугольной формы.

В разделительных штампах также можно использовать бы­ стросменные рабочие детали с прямоугольной посадочной поверх­ ностью. Практика показала, что даже секционные прямоугольные детали можно делать быстросменными. Например, секционные матрицы успешно закрепляются планками-клиньями (рис. 102, б).

Гайки применяют только для крепления пуансонов. При креплении одного пуансона отверстие для гайки выполняют не-

группы пуансонов рекомендуется применять переходные втулки (рис. 103, б). Для предупреждения проворота втулки следует изго­ товлять со срезанными фланцами. Этот метод крепления не отли­ чается высокой точностью. Его рекомендуется применять в разде­ лительных штампах при штамповке металла толщиной свыше 1 мм. Гайками можно крепить пуансоны на большом расстояний от края державки.

Более совершенный метод крепления шариками применяют для пуансонов и матриц только с круглым рабочим контуром. В практике известны два основных исполнения: с поддержкой шарика винтом и пружиной (рис. 104, а). Первое исполнение более простое; его недостатком является возможность смещения пуан­ сона (матрицы) при сильной затяжке винта. Второе исполнение конструктивно более сложное, но оно обеспечивает высокую точ­ ность посадки и надежное крепление деталей.

При креплении одного пуансона отверстие под пуансон и отверстие под шарик с пружиной выполняют непосредственно

187

в державке. При креплении группы пуансонов в одной державке необходимо встраивать промежуточные втулки (рис. 104, б), которые легко унифицировать.

Тонкие пуансоны (с рабочим диаметром до 3—4 мм) .целесо­ образно устанавливать в гильзы 1 (рис. 105), что позволяет при­ менять крепление шариками. Наружный диаметр гильзы состав­ ляет 12—13 мм при длине 50—70 мм.

В данном параграфе рассмотрены некоторые способы крепленния быстросменных пуансонов и матриц без разборки штампов. Однако иногда целесообразно такое крепление, при котором по­ является возможность быстро заменять рабочую деталь в период перестановки штампа. В этом случае обычно применяют регули­ руемую, преимущественно резьбовую опору, подобную конструк­ ции, приведенной на рис. 92, а.

Державки для быстросменных пуансонов и матриц рекомен­ дуется подвергать термообработке до твердости HRC 45—50. Допускается их изготовлять из цементованных сталей.

£ 6. ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ УСИЛЕНИЕ КРЕПЛЕНИЯ ПРИ МОНТАЖЕ РАБОЧИХ ДЕТ АЛЕЙ

Выше было указано, что детали и узлы штампов к несущим плитам крепят в основном штифтами и винтами. Последние вос­ принимают на себя все отрывные усилия, возникающие в процессе штамповки. Такие усилия появляются прежде всего при съеме отходов и готовых изделий с пуансона или при их проталкивании через матрицу.

Немного найдется примеров, когда отрывные усилия в штампах не могут быть выдержаны винтами. Штифты удерживают детали от сдвига, появляющегося в результате возникновения распираю­ щих усилий при взаимодействии рабочих деталей штампа. Если рабочая деталь имеет замкнутый контур и равномерно нагружена в процессе эксплуатации, то штифты (если они имеются) выпол­ няют в основном роль фиксаторов

Другое дело, когда деталь, закрепленная штифтом, при отсут­ ствии дополнительной опоры подвергается одностороннему сдвигу. Если не принимать в расчет усилие затяжки винтов (так как в про­ цессе эксплуатации они могут быть ослаблены), то в этом случае штифты полностью воспринимают возникающую распорную на­ грузку. Штифтовое соединение без дополнительной опоры при одностороннем сдвиге можно применять только в разделительных штампах для тонких металлов (ориентировочно при S <1 , 5 мм),

Только при очень легких работах можно оставлять рабочие сек­ ции на штифтах без дополнительного крепления. Поэтому важно

188

знать поперечные усилия, которые могут выдержать секции, за­ крепленные штифтом, при работе разделительных штампов. Воз­ можны два случая: когда секция устойчива и когда она неустой­ чива.

Понятие об устойчивости секции условное, так как оно дается вне зависимости от величины действующих рабочих нагрузок. Секция рассматривается как брус, свободно лежащий на ровной горизонтальной плите.

Если приложить в точке А какую-либо силу N, превышающую силу трения Nr (рис. 106, а), то секция или начнет скользить по плите, или будет опрокидываться. Что именно произойдет, это зависит от величины соотношения ее ширины В к высоте Н.

Очевидно, чем больше отношение-^-, тем устойчивее секция.

Сила N вызывает момент NH, направленный по часовой стрелке.

где р — коэффициент трения покоя между брусом и плитой, при-, нимаемый равным в среднем 0,25.

При действии этой силы брус сдвинется с места, не опрокиды­ ваясь, если соблюдено условие

G - ^ ^ N TH.

Подставив значение силы трения NT, получим

G-f-SsGp//, '

откуда

4 ^ р Я ; -f-^0 ,2 5 Н

или

В0,5Я.

189