Шпоры

1. Преимущества и недостатки листовой штамповки. Классификация операций по лекциям Голубева

Преимущества и недостатки ХШ.

Листовая штамповка заняла видное место в промышленности благодаря присущим ей преимуществам, к ним можно отнести следующее:

1)высокая производительность труда даже при ручной подаче заготовок за счѐт применения оборудования с высокими скоростями деформации;

2)возможность изготовления деталей с минимальной металлоѐмкостью, которую невозможно получить другими способами металлообработки (преимущество за листовой штамповкой) - ребра жесткости, толщина штампованных деталей с S изготовленных резанием при равной прочности. Замена механической обработки обработкой деталей ОМД при переработке 1 млн тонн проката даѐт до 250 тыс тонн экономии металла;

3)высокая точность штампуемых деталей, обеспечивая их взаимозаменяемость;

4)хорошее качество поверхности отштампованных деталей, что наряду с их точностью позволяет полностью исключить или свезти к минимуму обработку резанием;

5)сравнительная простота механизации и автоматизации процессов холодной штамповки;

6)высокий КИМ, малые отходы;

7)возможность работы низкоквалифицированных работников на прессах;

8)низкая стоимость изготовления деталей.

Наряду с достоинствами холодная штамповка имеет некоторые недостатки:

1)большие затраты на изготовление штампов;

2)трудности изготовления толстолистовых деталей и деталей сложной формы при объемной штамповке;

3)низкая стойкость инструмента, вследствие высоких давлений на него при штамповке(особенно объемной);

4)высокая стоимость оборудования для изготовления деталей больших размеров;

5)высокая стоимость оснастки;

6)шум и травмоопасность, вибрации;

Указанные недостатки имеют переменные значения в зависимости от вида и серийного производства.

Особенности применения операций холодной штамповки в зависимости от серийности изготовления деталей.

Взависимости от серийности и сложности детали определяют ту или иную технологию штамповки и конструкцию штампового инструмента. Так в массовом и крупносерийном производствах оправдывают себя высокая автоматизация процессов, а так же сложные и дорогостоящие штампы, так как стоимость изготовления штампов, приходящаяся на единицу отштампованного изделия, весьма мала и незначительно влияет на общую стоимость выпускаемой продукции. В мелкосерийном и опытном производствах применяют просты штампы, а иногда и в серийном, холодная листовая штамповка в случае применения обычных конструкций штампов может быть экономически невыгодна.

Внастоящее время разработан ряд новых видов холодной листовой штамповки, экономически выгодных даже в мелкосерийном и опытных производствах. К ним

относятся штамповка резиной, полиуретаном, штамповка жидкостью и гидростатическая, штамповка с подогревом фланца, штамповка с глубоким охлаждением заготовки, групповые методы штамповки, высокоэнергетические – импульсные методы штамповки (гидровзрывная, электрогидравлическая, взрывом газов, электромагнитная), штамповка с применением ультразвука и др.

Классификация операций Х.Ш.

-разделительные;

-формоизменяющие;

-комбинированные;

-штампо-сборочные операции.

Кразделительным операциям относятся операции ХЛШ для отделения одной части материала от другой по замкнутому либо незамкнутому контуру.

Кформоизменяющим операциям относятся операции в которых плоская или объемная листовая заготовка превращается в пространственную деталь.

Комбинированная штамповка представляет собой совмещение нескольких технологических операций штамповки в одну, например: обрезки и гибки, вырубки и вытяжки и др.

Кштампо-сборочным операциям относятся операции предназначенные для соединения нескольких деталей в одно изделие (узел), к ним относятся запрессовка, клепка, закатка, холодная пластическая сварка

1. Преимущества и недостатки листовой штамповки. Классификация операций.

ХЛШ является одним из наиболее прогрессивных технологических методов производства; имеет ряд преимуществ перед другими видами обработки металлов, как в техническом, так и в экономическом отношении.

Преимущества:

Втехническом отношении ХШ позволяет:

1)Получать детали весьма сложных форм, изготовление которых другими методами обработки или невозможно или затруднительно;

2)Создавать прочные и жесткие, но легкие по массе конструкции деталей при небольшом расходе металла;

3)Получать взаимозаменяемые детали с достаточно высокой точностью размеров, преимущественно без последующей механической обработки.

Вэкономическом отношении ХШ:

1)Экономным использованием материала и сравнительно небольшими отходами;

2)Весьма высокой производительностью оборудования, с применением механизации и автоматизации производственных процессов;

3)Массовым выпуском и низкой стоимостью изготовляемых изделий.

Наибольший эффект от применения ХШ может быть обеспечен при комплексном решении технических вопросов на всех стадиях подготовки производства, начиная с создания технологических конструкций или форм деталей, допускающих их экономичное изготовление.

Недостатки:

высокую стоимость оснастки для листовой штамповки и высокие трудовые затраты на разработку и внедрение технологических процессов и оснастки.

Кроме того, не стоит забывать, что применение систем САПР для проектирования техпроцессов и оснастки не дает 100% успеха, а в ручной интеллектуальной доработке компьютер заменить человека не может.

ХЛШ объединяет большое количество разнообразных операций, которые могут быть

систематизированы по технологическим признакам.

По характеру деформаций ХШ делится на 2 основные группы: деформации с разделением материала и пластические деформации.

Первая группа объединяет деформации , которые приводят к местному разъединению металла путем среза и отделения одной его части от другой . Группа пластических деформаций ХЛШ включает операции по изменению формы гнутых и полых листовых деталей.

Основные виды деформации ХЛШ:

1) Резка; 2) Гибка; 3) Вытяжка; 4) Формовка.

Каждый из основных видов деформаций ХЛШ подразделяется на ряд отдельных конкретных операций, характеризуемых особенностью и назначением работы, а также типом штампа.

Штамповка деталей путем выполнения нескольких раздельных операций в большинстве случаев экономически невыгодна, поэтому обычно применяют методы комбинированной штамповки (сочетание 2 и больше указанных деформаций или отдельных операций штамповки в 1 штампе)

По технологическому признаку комбинированные операции могут быть разделены на три группы:

1)Разделительные комбинированные операции, совмещающие различные виды режущих операций (вырубка, пробивка, отрезка);

2)Формоизменяющие комбинированные операции, совмещающие виды операций изменения формы (вытяжка, рельефная формовка, гибка, отбортовка и пр.);

3)Комбинированные операции резки и изменения формы, совмещающие разделительные операции с формоизменяющими, или сочетающие несколько операций (вырубка-вытяжка,

формовка и пробивка).

По способу совмещения операций комбинированная штамповка разделяется на:

1)Совмещенную (выполняется несколько различных операций за 1 ход пресса и за одну установку заготовки в штампе);

2)Последовательную( несколько различных операций последовательно отдельными пуансонами за несколько ходов пресса при перемещении заготовки между ними, причем за каждый ход пресса получается готовая деталь);

3)Совмещеннопоследовательную.

Классификация основных операций ХЛШ по ГОСТ 18970-84(рис.в напис.шпоре)

Отрезка - полное отделение части заготовки по контуру.

Разрезка - разделение заготовки на части по незамкнутому контуру.

Вырубка - полное отделение заготовки или изделия от исходной заготовки по замкнутому

контуру.

Пробивка - образование в заготовке отверстия или паза путем сдвига с удалением части металла в отход.

Обрезка- удаление излишков металла путем сдвига.

Чистовая вырубка-вырубка в условиях всестороннего неравномерного сжатия в зоне разделения материала.

Чистовая пробивка-пробивка в условиях всестороннего неравномерного сжатия в зоне разделения материала.

Проколка- образование в заготовке отверстия без удаления металла в отход.

Высечка - полное отделение заготовки или изделия от исходной заготовки по замкнутому контуру путем внедрения инструмента.

Просечка- образование отверстия в заготовке путем внедрения инструмента с удалением части материала в отход.

Зачистка- удаление технологических припусков с помощью штампа с образованием стружки для повышения точности размеров и уменьшения шероховатости поверхности штампованной заготовки.

Гибка - образование или изменение углов между частями заготовки или придание ей криволинейной формы.

Вытяжка- образование полой заготовки или изделия из плоской или полой исходной листовой

заготовки.

Вытяжка с утонением - вытяжка полой заготовки с обусловленным уменьшением толщины стенок исходной полой заготовки без изменения еѐ внутреннего диаметра.

Вытяжка ротационная – вытяжка при относительном вращении инструмента и заготовки. Комбинированная вытяжка – вытяжка плоской или полой заготовки с обусловленным

уменьшением толщины стенок и с изменением диаметра полой заготовки.

Обтяжка – образование заготовки заданной формы приложением растягивающих усилий к еѐ

краям.

Формовка – образование рельефа в листовой заготовке за счет местных растяжений без обусловленного изменения толщины материала.

Отбортовка – образование борта по внутреннему и (или) наружнему контуру заготовки. Обжим – уменьшение размеров поперечного сечения части полой заготовки путем

одновременного воздействия инструмента по всему еѐ периметру.

Раздача – увеличение размеров поперечного сечения части полой заготовки путем одновременного воздействия инструмента по всему периметру.

Скручивание – поворот части заготовки вокруг продольной оси.

Правка – устранение искажений формы заготовки (детали) пластическим деформированием. Калибровка- повышение точности размеров штампованной заготовки и уменьшение

шероховатости еѐ поверхности.

Основным прогрессивным конструктивным показателем, характеризующим эффективность применения ХЛШ , является снижение массы при увеличении прочности и жесткости штампованных из листа деталей по сравнению с литыми, коваными или обработанными из сортового проката.

Основным прогрессивным технологическим фактором дальнейшего развития ХЛШ является стремление получить штамповкой полностью законченную деталь, не требующую дальнейшей обработки резанием.

2.Материалы для листовой штамповки. Штампуемость. Способы оценки штампуемости.

Материалы.

Методы листовой штамповки обрабатывают сталь и еѐ сплавы.

Al,Cu,Ti,Mo,Zn,Ta,Ni,Au,Ag.

При выборе материала необходимо учитывать следующее: 1)механическую прочность, твердость, ударную вязкость; 2)сопротивляемость коррозии 3)теплопроводность и теплостойкость 4)масса 5)износоустойчивость и долговечность.

Помимо этих свойств, на выбор материала в зависимости от вида и конструкции изделия оказывают решающее влияние и технологические факторы, связанные с характером и степенью производимой деформации. Технологические свойства металла зависят от механических свойств, химического состава, структуры и величины зерна.

Механические и технологические свойства металла характеризуются главным образом прочностными показателями – пределом текучести, и временным сопротивлением разрыву и пластическими – относительным удлинением и относительным сужением. Важным показателем является также модуль упрочнения.

При разделительных операциях металлы с высоким пределом текучести дают чистый срез; для формоизменяющих операций (гибки, вытяжки) желателен низкий предел текучести металла, что способствует уменьшению упругой деформации после штамповки. Этот фактор особенно важен при гибке, где упругие деформации сказываются наиболее сильно.

Весьма важно при выборе материала учитывать легкость и экономичность.

Сортамент

Листовая углеродистая сталь из марок обыкновенного качества ГОСТ380 Качественная из марок качественной стали ГОСТ1050-88 Листовая низколегированная ГОСТ19282

ГОСТ5632 Сталь рулонная холоднокатаная ГОСТ19904

Сталь горячекатаная (темная поверхность)ГОСТ19903 Применяемый в штамповочном производстве материал разделяется на листы, полосы, ленты.

Эксплуатационные характеристики металла требуют высокие свойства: высокая прочность, жаростойкость. Но с другой стороны, чем сталь мягче тем лучше В связи с этим ввели понятие штампуемость – интегральный показатель технического процесса, который оценивает возможность получение того или иного изделия.

Иногда изделие перед деформацией, чтобы обеспечить лучшую деформацию, делают разупрочняющую обработку, а после – термическую обработку.

Под штампуемостью понимается способность металла к пластической деформации без разрывов, трещин или другого вида дефектов.

Штампуемость – обрабатываемость листового материала пластической деформацией в определенной штамповочной операции.

Зависит от физико-механических свойств материала, включая химический состав и структуру, от схемы и интенсивности напряженно-деформированного состояния и технологических условий вытяжки.

Оценивается рядом показателей, набор которых зависит от масштаба производства, его технического уровня и конкретных требований к изделию: оценка штампуемости материала является сравнительной, т.е. выполняется сравнение со штампуемостью другого взятого за эталон листового материала.

Показателями штампуемости являются коэффициент наибольшего формоизменения, качество обработки, экономичность использования материала, стойкость инструмента, стоимость инструмента и его обслуживания, силовые, энергетические и другие материальные затраты, условия труда.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ШТАМПУЕМОСТИ.

Экспериментальные зависимости интенсивности напряжений от интенсивности деформаций получают по результатам испытаний образцов на растяжение, сжатие или кручение.

Виброножницы

Скорость 3000дв/мин Возвращается (ход 2-3 мин.и этого достаточно)

Нижний нож закреплен на станине неподвижно, а верхний совершает возвратнопоступательное движение передаваемое от специального кулачкового механизма. Применяют для вырезки криволинейных контуров С радиусами закругления не менее 12-15мм.Толщина вырезаемого металла не превышает

3мм.

Материал ножей

Сталь У8А(углеродистая инструментальная. А-улучшенного качества),У10А(повышенное количество карбидов)

Инструментальные легированные стали: Х12М,4ХС,6ХС,Х12Ф,Х12,9ХС.

Ножи для ножниц делают составными. Каждая секция ножа крепится штифтами и винтами.

Нож с 4-мя режущими кромками.

P KÏ ÑÐ

Увеличение на 20 -30 % величины силы разделения за счет износа рабочих кромок.

ÑÐ -технологическое напряжение соответствует этапу пластической деформации при разделении материала.

ÑÐ =(0,7….0,8) â (напряжение течение соответствует этапу пластической деформации)

Для гильотинных ножниц могут применять

3. Разрезка листового материала на ножницах. Схема действия внешних сил. Геометрия и материал ножей. Сила и работа резки (по Романовскому)

Листовые материалы для ХШ в большинстве случаев предварительно разрезают на полосы или заготовки необходимых размеров. Резка полос является заготовительной операцией.

Процесс резки листового материала ножницами состоит из трех последовательных стадий: упругой, пластической и скалывания.

На срезанной кромке листа четко выделяются 2 зоны: узкая блестящая полоска, соответствующая пластической стадии, и более широкая матовая зона скалывания. При резке толстого материала получается S- образная форма скола.