книги из ГПНТБ / Повышение стойкости штампов для холодной штамповки обзор М. Е. Зубцов, доцент, канд. техн. наук Общество по распространению политических и научных знаний РСФСР [и др.].1960 - 4 Мб

ровочные риски были расположены в продольном направлении — в сторону течения металла при штамповке.

Большое значение для повышения стойкости штампов для объемной штамповки имеет чистота поверхности их рабочих ча­ стей, для чего после термической обработки они подвергаются тщательной полировке с доведением чистоты до 12—14 класса чистоты.

Большой интерес с точки зрения изготовления и сборки шгам; пов (главным образом, вырубных) представляет новая организа­ ционная схема производства штампов, разработанная на заводе им. Козицкого [55].

14. Условия эксплуатации штампов и характер организации штампового хозяйства и их влияние на стойкость.

Условия эксплуатации штампов

На стойкость штампов оказывает влияние не только качество изготовления и сборки, но и условия эксплуатации Штампов.

Косновным из этих факторов относятся:

1)качество поверхности листа и его цодготовка к штамповке;

2)смазка материала и штампа;

3)конструкция п состояние пресса;

4)установка и крепление штампов.

Качество поверхности листа и его подготовка к штамповке.

В целях предохранения штампов от преждевременного износа необ­ ходимо применять металл с чистой поверхностью. Наличие ока­ лины или песка на поверхности заготовки вызывает повышенный износ штампор. Заготовка перед штамповкой должна быть под­ вергнута травлению в соответствующих кислотах с последующей промывкой в холодной и горячей воде и нейтрализацией в слабых щелочных растворах при температуре 60—-70° [14 и 25].

Смазка материала и штампа. Смазка при вырубных операциях оказывает влияние на усилие проталкивания детали, а следова­ тельно, и на общее усилие вырубки. На основании проведенных нами исследований можно заключить, что при работе без смазки усилие на проталкивание возрастает на 30—40% по сравнению с проталкиванием со смазкой, что бесспорно влияет и на стой­ кость штампа.

Смазка повышает стойкость вырубного инструмента еще и по­ тому, что она охлаждает режущие кромки пуансона и матрицы, которые во время работы заметно нагреваются. Проведенные опыты в этой области показывают, что при вырубке материалов толщиной до 2 мм стойкость штампов с применением смазки по­ вышается на 20—30% и больше (рис. 48). В качестве смазки при вырубке стальных материалов служит машинное или веретенное масло, для латуни и бронзы — мыльная эмульсия.

72

Для легких гибочных работ применяются машинное и сурепное масла, а также смесь крепкого мыльного щелока с машинным или. трансформаторным маслом. Для тяжелых гибочных работ следует применять такие же смазки, как и для вытяжных операций.

Для вытяжных и формовочных штампов смазка уменьшает трение между заготовкой, прижимным кольцом п поверхностью рабочего инструмента, облегчает съем и выталкивание изделия из штампа и охлаждает штамповочный инструмент. Все эти благо­ приятные условия для процесса штамповки способствуют увели­ чению стойкости формоизменяющих штампов в 2—3 раза.

В качестве смазочного ма­ териала при вытяжных и фор­ мовочных операциях могут при­ меняться различные вещества: мыльная вода, машинное и су­ репное масла, вазелин, сало, графит, тальк, а также их сме­ си в различных пропорциях.

Различают смазки без на­ полнителей и смазки с напол­ нителями. Опыты показывают, что наилучшие результаты да­ ют порозаполняющие и сильно прилипающие смазки с напол­ нителем, как, например, смеси с графитом, мелом, тальком и др. При этом в зависимости от Толщины штампуемого мате­

ных материалов применяют смазку следующего состава

(без графита): масло веретенное «3» 52—54%, мылонафт 20%,тальк в порошке 18—20%, гипс формовочный 2,5%, каолин или древес­ ная мука (хвойной породы) 5—6%.

73

ственное мыло 30% и стеарин 10%. Для стальных материалов можно использовать машинное масло с наполнителями из графита и мела; фосфатирование с последующим омыливанием густой мыльной эмульсией и сушкой заготовок [1, 7, 25].

Наиболее подходящими смазками при холодном выдавливании являются: для алюминия—животные жиры, (костный, свиной, лярд, баранье сало) и жировая эмульсия; для меди и латуни — животные жиры и графитная смазка. Для стальных заготовок следует применть фосфатирование с последующим омыливанием их. Более подробные сведения о рекомендуемых смазках для раз­ личных материалов приведены в литературе по холодной штам­ повке [1, 7, 14, 25, 31].

Конструкция и состояние пресса. Испытания штампов, прове­ денные на прессах различной конструкции показывают, что стой­ кость штампов без направляющих значительно снижается при установке их на одностоечных прессах или на прессах с С-образ­ ной станиной.

Причиной снижения стойкости является пружинение станины пресса в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также про­

2.На прессах с С-образной станиной не допускать установки

•штампов без направления.

3.Вырубные, а также точные гибочные и вытяжные операции производить лишь на прессах с жесткой П-образной станиной.

Операции объемной штамповки (чеканка, объемная формовка, холодное выдавливание) можно производить на этих же прессах, -однако большая точность для чеканки и объемной формовки

•обеспечивается при работе на кривошипно-коленных чеканочных прессах.

В последнее время за рубежом для объемной штамповки стали применять прессы с разгруженной станиной, благодаря чему пру­ жинение станины в этих прессах почти отсутствует, что весьма положительно сказывается на стойкости штампа [2, 62].

4. Улучшить ремонт и наладку прессов и ужесточить условия приемки их после ремонта, применяя объективные способы про верки, рекомендуемые в соответствующих нормативах по штам­ повочному оборудованию, в частности такие параметры, как па­ раллельность столд и ползуна, зазоры между направляющими ползуна и станины, перпендикулярность хода ползуна к плоскости стола пресса должны отвечать нормам точности по ГОСТ 4744—47. 4745-49, 5658—51-и 5793—51.

74

Полезным новшеством при ремонте оборудования является применение текстолитовых накладок, привертываемых к направ­ ляющим ползуна пресса [2]. Этим мероприятием достигается более плавный ход пресса и уменьшение люфта в его направляющих устройствах, благодаря чему стойкость штампа повышается.

Установка и крепление шталто. Качество установки штампов и надежное крепление их в значительной степени влияют на стой­ кость штампов. Неправильная установка часто приводит к прежде­ временному износу рабочих частей штампа, а иногда даже и к по­ ломке штампа или пресса; кроме того, такая установка может привести к браку деталей при штамповке и к несчастному случаю во время работы.

Для обеспечения хорошей стойкости штампа необходимо поль­ зоваться нормализованными комплектами и отдельными деталями приспособлений для крепления штампа (планки, скобы, подставки, болты и шайбы и др.) применительно к данному прессу и соответ­ ствующим условиям работы.

Характер организации штампового хозяйства

Для обеспечения наибольшей стойкости штампов и наилучшего использования прессового оборудования необходимо обрати гь осо­ бое внимание и на правильную организацию штампового хозяй­ ства.

При организации штампового хозяйства необходимо преду­ смотреть такие вопросы, как: систематический контроль за рабо­ той штампов, своевременный ремонт износившихся штампов, удач­ ное хранение штампов, а также строгий учет стойкости штампов.

Контроль за эксплуатацией штампов. Для обеспечения надеж­ ной работы штампов следует назначать из числа мастеров или установщиков цеха ответственное лицо, которое систематически наблюдало бы и проверяло правильность работы штампов и их

'.гстоянйе.

Годные штампы после снятия с пресса следует направлять на склад или на специально имеющуюся для хранения штампов пло­ щадку. Рабочее место у пресса загромождать штампами не реко­ мендуется.

Ремонт штампов. Для поддержания в рабочем состоянии штампов необходимо проводить периодический ремонт их.

В зависимости от сложности и объема работ, как правило, ре­ монт разбивают на три вида: текущий, средний и капитальный.

' Текущий ремонт заключается в устранении мелких дефектов, который обычно проводится без разборки штампа. В этой связи рекомендуется при переточке пуансонов и матриц или зачистке их избегать по возможности разборки штампа, связанной с переста­ новкой штифтов, так как при этом может нарушаться соосность

75

пуансонов и матриц и равномерность распределения зазоров между ними, приводящих к снижению стойкости инструмента. При среднем ремонте производится частичная разборка штампа, необ­ ходимая для замены некоторых рабочих частей, а при капиталь­ ном рембнте — полная разборка штампа с заменой рабочих и прочих деталей штампа.

В целях повышения стойкости штампов следует рекомендовать планово-предупредительное проведение текущих ремонтов штам­ пов, не дожидаясь их затупления или полного износа.

Хранение штампов. Удачное размещение и хранение штампов повышает культуру производства и приводит к меньшему износу штампов. Для этого рекомендуется мелкие и средние штампы хра­ нить на специальных стальных стеллажах, примем лучше разме­ щать их в один ряд, крупные штампы обычно хранятся на спе­ циально отведенных для них площадках, при этом допускается хранение в 2—3 яруса. Для предохранения их от поломки круп­ ные вырубные штампы снабжены специальными стальными огра­ ничителями, а в вытяжных и формовочных штампах для этого предусматриваются деревянные прокладки, помещаемыми между йх деталями.

Учет стойкости штампа. Для учета стойкости штампа к нему прилагаются два учетных документа: паспорт штампа и сопрово­ дительный талон [19 и 12]. При выдаче штампа из склада одно­ временно с ним выдается сопроводительный талон.

По окончании работы штамп возвращается на склад вместе с сопроводительным талоном, в котором указано: количество от­ штампованных деталей, состояние штампа и причина снятия его с пресса. Эти сведения каждый раз заносятся в паспорт штампа.

По данным паспортов периодически составляются сводки но стойкости штампов, на основе которых разрабатываются меро­ приятия по обеспечению высокой их стойкости.

VI. МЕТОДЫ РАСЧЕТА И НОРМЫ СТОЙКОСТИ ШТАМПОВ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ

15, Методы расчета стойкости штампов

Расчет стойкости штампов можно вести либо расчетно-аналити­ ческим методом по данным И. Е. Михайлова [2] и С. Беньи [2, 60] с введением ряда поправочных коэффициентов, либо на основе опытно-статистических данных.

Последний способ расчета является более надежным, так как он более полно учитывает влияние различных факторов на стой­ кость штампов. При этом следует рассматривать стойкость Штампа до переточки или до исправления, стойкость до замены рабочих частей и стойкость до полного износа штампа отдельно для вы­ рубных и для формовочных штампов.

76

Расчет стойкости вырубных штампов

Расчет стойкости вырубных (пробивных) штампов ведут по стойкости матрицы, так как на практике основное значение имеет износ матрицы, а нс пуансона, ибо величина рабочей части пуан­ сона всегда больше высоты пояска матрицы или величины сошлифовывающейся части у конусной матрицы.

Расчет стойкости матрицы производят исходя из следующих соображений-

Количество переточек п, которое можно сделать до окончатель­ ного износа матрицы, определяется выражением:

у матрицы с конусом от зеркальной ее поверхности; 8 — тслш.ина слоя металла, снимаемая при каждой заточке,

Стойкость штампа до смены матрицы Ci определяется по фор­ муле:

с,= (А+1)СП. (6)

Здесь С — стойкость штампа до переточки, определяется из табл. 4;

где т — возможное число замен износившихся матриц.

Расчет стойкости гибочных и вытяжных штампов

Для гибочных и вытяжных штампов окончательный износ рабо­ чих частей их обусловливается изменением величины зазора между матрицей и пуансоном за пределы (Допустимого, либо сильным искажением радиуса закругления кромок штампа.

Расчет стойкости этих штампов до полного износа (смены) рабочих частей С/ можно установить из выражения?

C1'=(J^L’+1)CV. (8)

а до полного износа штампа С2' из зависимости:

77

исправлении матрицы; С' — стойкость штампа до исправления;

т' — возможное число замен матрицы; т]' — коэффициент снижения стойкости, примерно равный

Расчет стойкости штампов для объемной штамповки

быть исправлены механическим или другими способами (хромиро­ ванием, наплавлением), а расчет до полного износа — с того мо­ мента, когда отштампованные на них детали перестают отвечать требованиям чертежа или техническим условиям.

16. Нормы стойкости штампов для холодной штамповки

На стойкость штампов, как. уже указывалось выше, влияет большое количество факторов. Учесть все эти фактору теоретиче­ ским путем не представляется возможным. Поэтому на практике в зависимости от характера и условий производства пользуются опытно-статистическими данными, на основании которых состав­ ляются нормы стойкости штампов до переточки ..или исправления, а также до полного износа. При этом в нормах стойкости учиты­ вается такие главные факторы, как род и толщина штампуемого материала, характер операции, а также сложность конструкции штампа и материал, из которого он изготовлен.

В табл. 4 приведены данные по средней стойкости штампов между двумя переточками или ремонтами для листовой штамповки (из стали) по автопромышленности [12;, а в табл. 5 нормы стой­ кости до полного инзоса штампа для листовой стали (по опытным данным различных отраслей промышленности). В табл. 4—5 ниж­ ние пределы стойкости относятся к штамповке стали средней твер­ дости и более толстого материала, а наибольшие — к штамповке мягкой стали и более тонкого материала. При штамповке деталей из цветных металлов (латуни, меди, дуралюмина, алюминия) стойкость штампов будет выше табличных на 30—-60%. Нормы стойкости для вырубных штампов в табл. 5 даны из условий, что штамп проходит в среднем 15 текущих (переточек), 2 средних и 1 капитальный ремонт.

В табл. 6 приведены ориентировочные нормы стойкости штам­ пов для прессовочных операций — объемной штамповки (без норм стойкости штампов для холодного выдавливания) до полного из­ носа [16, 25, 28].

78

Таблица f

со

Таблица 6

Ориентировочные нормы стойкости штампов ' для холодной объемной штамповки до полного износа (в тыс. ударов) [16, 25, 28]

80