книги из ГПНТБ / Мошнин Е.Н. Технология штамповки крупногабаритных деталей

меняют (используют при вытяжке калибровочную или подвижную матрицы) или когда усилие калибровки передается через корпус. Стойки значительно легче и проще в изготовлении.

Калибровочную матрицу рациональнее выполнять в -виде отдельной детали, чтобы не усложнять отливку корпуса матрицы.

Однако в некоторых случаях целесообразно применять штамп с цельной матрицей, т. е. с совмещенной вытяжной и калибро­ вочной матрицей (рис. 97). Такой штамп часто называют глухим штампом. В этом случае идут на усложнение отливки, но умень­ шают объем механической обра­

ботки.

В матрице следует предусма­ тривать центральное отверстие, которое не снижает качества ка-

весьма большого диаметра, если позволяют размеры штампового пространства пресса. На рис. 98 показана относительно простая конструкция вытяжного штампа для штамповки неглубоких эллиптических днищ диаметром 4760 мм со стенкой толщиной 42 мм. Ввиду небольшой глубины днища вытяжка осуществляется

.без прижима. Пуансон и матрица составные; они собраны из рабочих элементов, стоек и опорных плит.

Другая конструкция штампа для вытяжки с прижимом крупно­ габаритных днищ и выполнения в них патрубков и карманов приведена на рис. 60.

Иногда штамповку -особо крупногабаритных и толстостенных деталей осуществляют на мощных ковочных гидравлических

200

прессах усилием 5—15 тыс. тс, которые имеют штамповое про­ странство большее, чем листоштамповочные прессы.

Однако у ковочных прессов ползун обычно выполняется узким, поэтому для установки на нем пуансона требуется пере­ ходная плита-стойка, посредством которой создается база для крепления пуансона.

На многих заводах вынуждены осуществлять штамповку днищ с применением прижима на гидравлических прессах про­ стого действия— листоштамповочных, универсальных и ковочных. В таких случаях зажатие заготовки осуществляют вручную. Обычно прижимное кольцо подвешивают к ползуну пресса на цепях или тягах с крюками (см. рис. 68). После центровки заго­ товки на штампе прижим опускают на заготовку перемещением ползуна вниз. Притягивают прижим к корпусу матрицы с помо­ щью специальных зажимных устройств. После этого штампуют днище.

Зажимными устройствами служат откидные болты (см. рис. 68), клиновые устройства (см. рис. 95) или эксцентриковые устройства. По окружности матрицы ставят четыре и более (до 12) зажимных устройств. Закрепление прижима вручную не обеспечивает ста­ бильно равномерного давления по окружности заготовки, что часто влечет за собой боковое смещение заготовки в процессе вы­ тяжки.

Более надежный способ крепления прижима вручную — пред­ варительное нажатие на прижим ползуном пресса. Прижим под­ вешивают к ползуну посредством четырех стоек с болтами, заво­ димыми в пазы верхнего фланца прижима. При опускании пол­ зун через стойки надавливает прижимом на заготовку. Благо­ даря этому происходит правка заготовки и зажим ее с определен­ ным усилием.

После закрепления прижима на корпусе штампа посредством зажимных устройств ползун несколько приподнимается и стойки отодвигаются в стороны по пазам ползуна. Затем осуществляется штамповка днища. Подъем прижима производится также с помо­ щью стоек или цепей.

При штамповке на прессах простого действия помимо тяжелого ручного труда требуется также более высокий нагрев заготовки под штамповку, так как время, затрачиваемое на зажим заготовки и, следовательно, ее охлаждение значительно больше, чем при штамповке на прессах двойного действия. Кроме того, из-за более интенсивного охлаждения фланца заготовки, зажатого между прижимом и матрицей, по сравнению со средней частью заготовки существенно увеличивается местное. утонение стенки днища.

Чтобы обеспечить быстродействующее и надежное закреп­ ление прижима и облегчить условия работы штамповщиков на прессах простого действия, на некоторых заводах проводятся мероприятия по мехниазации закрепления прижима на матрице. Для этой цели непосредственно на корпусе штампа устанавливали

201

пневматические или гидравлические цилиндры. Конечно, приме­ нять такие устройства целесообразно только при длительных периодах работы штампа на прессе.

Представляют интерес конструкции штампов со встроенным пневматическим прижимом, которые можно использовать на прес­ сах простого действия при крупносерийном производстве для

тическим прижимным устройством показан на примере конструк­ ций штампов для двухпереходной формовки U-образной кольце-

Штампы для обоих переходов выполнены в перевернутом виде, т . е. матрица закреплена на ползуне, а пуансон установлен на столе пресса. Такое расположение рабочих элементов штампов лринято с целью обеспечения возможности использования ниж-

.него цилиндра пресса для воздействия на прижим.

В штампе для первого перехода — вытяжки наружного борта (рис. 99) пуансон 1 выполнен цилиндрической формы, а матрица 2 имеет центральную полость, в которой находится поршень-при­ жим 3. Полость матрицы соединена с цеховой магистралью сжа­ того воздуха. Сверху полость закрыта приваренной заглушкой 4. Поршень-прижим установлен для предупреждения образования при вытяжке выпучины на средней зоне заготовки. Кольцо 5 для прижима фланца поддерживается на заданной высоте при помощи штырей, опирающихся на траверсу нижнего цилиндра.

В исходном положении рабочие поверхности деталей 3 и- 5 находятся соответственно на уровне торцовых поверхностей матрицы и пуансона. При вытяжке оба прижима перемещаются вследствие движения матрицы, при этом преодолевается давление •сжатого воздуха в камере матрицы и усилие нижнего цилиндра.

Штамп для второго перехода —• вытяжки внутреннего борта имеет более сложную конструкцию (рис. 100). Фасонная плита 3 жестко скреплена с матрицей / и кольцом 2. Поршень 6 служит

202

прижимом для наружного борта. Кольцевая полость, располо­

заготовки, который опирается на штыри, установленные на тра­ версе нижнего цилиндра пресса. С наружной стороны пуансона находится нижний выталкиватель 9, опирающийся на пружины 10. Принцип действия штампа такой же, как и предыдущего.

2. КОНСТРУКЦИИ У Н И В Е Р С А Л Ь Н Ы Х ШТАМПОВ

Конструктивные решения по универсализации штампов для крупногабаритных деталей могут быть различные в зависимости от конкретных условий — формы детали, номенклатуры серий­ ности и других. Общие рекомендации по конструкции универсаль­ ных штампов были даны при рассмотрении групповых методов

Рис. 101. Универсальный штамп, установленный на листоштамповочном гидрав­ лическом прессе двойного действия усилием 1600 тс

штамповки (см. гл. V). Здесь приводим отдельные конструкции универсальных штампов, универсализация которых основывается на разных конструктивных решениях.

Универсальныйштамп длявытяжки крупногабаритных днищ наиболее совершенным способом — вытяжной на прессе двой­ ного действия с нижним цилиндром, выдвижным столом и боко­ вым выталкивателем показана на рис. 101 и 102.

Корпус матрицы установлен на выдвижном столе 2 (рис. 101), а вытяжной пуансон и прижим крепятся соответственно к внутрен­ нему 4 и наружному 3 ползунам пресса. При использовании ниж­ него цилиндра его плунжер / перемещается вверх, заходит в цен­ тральное отверстие подвижной матрицы или нижнего прижима и

203

выполняет требующуюся операцию (формовку, отбортовку или прижим).

После выполнения штамповки детали стол пресса выдвигается в боковое положение и перемещением бокового выталкивателя 5 отштампованное днище выдвигается из матрицы вверх. В выдви­

Рис. 102. Универсальный штамп для штамповки днищ и других осеснмметричных деталей размером 1400X2000 мм

Штамп (рис. 102) выполнен как универсальный для вытяжки днищ и других осеснмметричных деталей в соответствии с груп­ повым методом штамповки, приведенным на рис. 84—91.

В конструкции корпуса матрицы 1 предусмотрено центральное отверстие для установки калибровочной матрицы и на боковых стенках — направляющие для подвижной матрицы или нижнего прижима. Кольцевая сменная матрица 2 крепится посредством кольца 3. В корпусе матрицы предусмотрен боковой проем для;

находится ниже горизонтальной плоскости, проходящей через центр эллипса (сферы), и поэтому наружный диаметр пуансона меныгГе внутреннего диаметра штампуемого днища.

При штамповке днище формуется по рабочим поверхностям пуансона и верхнего кольца. В конце хода пуансона вниз после окончания формообразования днища фланец верхнего кольца

204

упирается в матрицу, и он выдвигается из днища. Благодаря этому отштампованное днище не удерживается на пуансоне и падает внутрь матрицы. В этом случае предусматривать в кон­ струкции штампа съемники не требуется.

вается кольцо 4, которое заменяется так же, как кольцевая мат­ рица, при переходе на штамповку днища другого размера.

На гидравлических прессах двойного действия с нажимными штырями конструкция штампа более сложная. Такой штамп аналогичного назначения показан на рис. 103 (изображено поло­ жение рабочих элементов штампа при вытяжке по частям тонко­ стенных днищ).

Корпус 1 матрицы выполнен из двух половин, скрепленных болтами. Кольцевая матрица 3 крепится и центрируется на кор­ пусе кольцом 2. Пуансон 5 цельной литой конструкции. Он кре­ пится при помощи пуансонодержателя 6 к ползуну клиньями с длинной хвостовой частью 7. Клиновое крепление пуансона предусмотрено ввиду того, что из-за нажимных штырей трудно подойти к пуансонодержателю.

Прижимное кольцо 4 подвешено к ползуну на четырех штыряхподвесках 8. Оно прижимается к заготовке усилием верхнего ползуна через нажимные штыри 9.

Подвижная матрица 12 приводится в действие от нижних штырей 11, опирающихся на траверсу нижнего цилиндра пресса.

штампо-сварных конических переходов (см. рис. 62—64) спроекти­ рован и внедрен в производство универсальный штамп, который позволяет штамповать конические переходы с диаметром большого

трируются матричные кольца 2—4 посредством кольца 8. Матрич­ ные кольца пр.итягиваются к плите болтами 7 и установочной плитой 6, которая служит также для крепления упоров 5, по которым устанавливается заготовка. Упоры выполнены утаплива­ ющимися; их можно переставлять в радиальном направлении.

Пуансон, как и матрица, также состоит из набора дисков 9—12, которые притягиваются к верхней плите 13 болтом 14.

Путем установки колец матрицы и пуансона в различных сочетаниях можно налаживать штамп на штамповку переходов разного диаметра. На рисунке показана настройка штампана штамповку конического перехода наибольшего диаметра. Переход малого диаметра штампуется при установке наверху матрицы с малой конической расточкой.

205

Примером оригинального решения конструкции универсального штампа может служить также штамп для получения из трубных заготовок цельноштампованных тройников посредством попереч­ ного обжима, вытяжки и отбортовки.

Целью изыскания новой технологии и конструкции универ­ сального штампа являлось получение крупногабаритных трубных тройников высокого давления в цельноштампованном исполнении с относительно высоким патрубком, имеющим толстую стенку..

Рис. 104. Универсальный .штамп для формовкисвертки конических переходов

Необходимость выполнения крупногабаритных тройников цель-- ноштампованными диктовалась тем, что тройники, ранее выпу­ скаемые в литом и штампо-сварном исполнении, оказались недо-. статочно прочными и надежными для мощных энергоблоков, тепловых электростанций.

Для энергетического машиностроения требуются крупногаба-. ритные проходные и переходные тройники высокого давления диаметром от 108 до 465 мм со стенкой толщиной от 12 до 85 мм в количестве 80 типоразмеров при годовом выпуске каждого, типоразмера от 10 до 500 шт.

Рассматриваемый пример технологического процесса штамповки особенно наглядно показывает,, что при использовании груп­ пового метода штамповки и универсальной конструкции штампа становится целес-ообразным применение в мелкосерийном произ-

207-

водстве крупногабаритных деталей в весьма большой номенклатуре по размерам достаточно сложных технологических конструкций штампов.

По разработанной технологии предусматривается тройник штамповать с одного нагрева и заведения заготовки в штамп за два перехода — поперечный обжим, с одновременной предваритель­ ной вытяжкой патрубка и его окончательную отбортовку Заго­ товкой служит трубный отрезок диаметром, на 15—-25% боль­ шим диаметром тройника [38].

Рис. 105. Универсальный штамп для обжима, вытяжки и отбортовки цельноштампованных тройников

Конструктивными особенностями _ штампа являются следу­ ющие (рис. 105):

1) предусмотрено специальное подвижное устройство для отбор­ товки патрубка, которое расположено на верхней матрице и воспринимает усилие отбортовки при помощи подвижных колонн, упирающихся в стол пресса;

2) для возможности осуществления второго перехода — отбор­ товки в конструкции штампа предусмотрена передвижная ползушка, имеющая на разных уровнях упорные подпятники для

матриц, вытяжного устройства и подвижной оправки пуансона. Нижняя матрица / установлена посредством плиты на столе

208

пресса, а верхняя обжимная матрица 3 закреплена при помощи стойки 14 на ползуне; она имеет отверстие для отбортовки патрубка.

. В верхней матрице в направляющих втулках 4 могут свободно скользить две колонны 5 вытяжного устройства. В верхней части колонны соединены траверсой 6, которая свободно опирается на верхнюю матрицу.

В центральной части к траверсе прикреплен вытяжной стер­ жень 7, который расположен в отверстии верхней матрицы. Оправка 9 отбортовочного пуансона 8 установлена на утаплива­ ющихся опорах 13 стоек 12 и 15. Под действием пружин, помещен­ ных в стойках, оправка с пуансоном и заготовкой поддерживается на определенной высоте.

В пазу нижней матрицы может быть передвинута в поперечном направлении ползушка 11 с двумя парами опорных подпятников. При движении верхней траверсы вниз на подпятники опираются колонны вытяжного устройства.

Стержень скрепляется с пуансоном посредством молотковообразного конца или клиновой чеки, которые заводят вручную.

В обжимных матрицах предусмотрены вкладыши 2 и 10, путем замены которых штамп можно настраивать на формовку тройни­ ков с несколькими различными диаметрами и толщинами стенки.

Принцип действия штампа следующий: нагретая трубная заго­ товка заводится на оправку и центрируется отверстием по отбортовочному пуансону (рис. 106, а). При этом поворотная передняя стойка отведена в сторону. По окончании установки в штампе заготовки передняя стойка закрывается и в этом положении запи­ рается.

При ходе вниз верхней матрицы опускается и вытяжное уст­ ройство, вытяжной стержень входит в отверстие заготовки и в центральное отверстие пуансона. После касания заготовки кромками верхней матрицы оправка, пуансон и заготовка опуска­ ются, преодолевая действие пружин в опорах оправки. В момент выборки зазора между заготовкой и кромками нижней матрицы (рис. 106, б) заготовка начинает вталкиваться в полость матриц, принимая при этом овальную форму в соответствии с радиусом

в нижние подпятники, движение вытяжного стержня вниз пре­ кращается, в стержне застопоривается пуансон и опускание последнего также прекращается и, следовательно, начинает од­ новременно происходить поперечный обжим .корпуса тройника (уменьшение периметра) и вытяжка патрубка.

При смыкании матриц заканчивается обжим корпуса и вытяжка патрубка (рис. 106, г). После этого ходом ползуна пресса вверх верхняя матрица и вытяжное устройство. поднимаются в поло-