3.6 Рабочие размеры пуансона и матрицы

По мере износа штампа номинальный размер штампуемой детали при вырубке увеличивается . а при пробивке –уменьшается,поэтому в штампе для вырубки основной “рабочей” деталью, от которой зависит размер вырубаемого изделия, принято считать матрицу, а в штампе для пробивки –пуансон,от которого зависит размер пробиваемого отверстия.

При вырубке наружного контура штампуемой детали номинальный размер ( диаметр) матрицы Дпринимают равным наименьшому предельному размеру детали Д.

Номинальный размер пуансона Допределяют как разницу между номинальным размером матрицы Ди и зазором на обе стороны 2z^

Д=Д–2z

При пробивке отверстий номинальный размер пуансона d принимают равным наибольшему предельному размеру отверстия d/

Номинальный размер матрицы d определяют как сумму номинального размера пуансона d и величины зазора на обе стороны 2z..Допуски на изготовление рабочих деталей штампов обычно устанавливают в “тело”–плюс для матрицы и минус для пуансона.

237. Стойкость штампа

Стойкостью штампа называется его способность штамповать детали по заданным размерам и без заусенцев или с заусенцами, высота которых не превышает допустимую. Так как в процессе штамповки пуансон и матрица изнашиваются, их режущие кромки постепенно закругляются, теряя режущие свойства, то на штампуемой детали начинают появляться заусенцы, величина которых растет вместе с затуплением режущих кромок. При появлении за­усенцев с высотой, превышающей допустимую, или при появлении деталей с браком по размерам, штамповку деталей прекращают и штамп отправляют на заточку для восстановления режущих свойств. Заточку выполняют на шли­фовальном станке. При заточке с торцевых поверхностей матрицы и пуансо­на снимают слой металла до появления острой режущей кромки. Более ин­тенсивно в процессе штамповки срабатывается матрица, поэтому ее прихо­дится затачивать чаще. До полного износа штамп затачивается до 50 раз.

Стойкость штампа определяется количеством отштампованных деталей. Различают стойкость штампа между переточками и полную стойкость.

Стойкость штампа между переточками определяется количеством от­штампованных деталей, считая с момента установки нового или заточенного штампа до появления деталей с браком по размерам или недопустимой высо­те заусенцев.

Полная стойкость штампа определяется количеством отштампованных деталей до полного износа рабочих частей штампа. Полная стойкость штампа зависит от стойкости штампа между переточками и количеством переточек. Количество переточек зависит от высоты торцевых частей матрицы и пуан­сона, которые сошлифовываются в процессе переточки. Режущие (рабочие) части пуансона и матрицы изготовляют из инструментальной стали марок Х12М, Х12МФ4, Х12МСТ, 50Х6М2ФЗБ, 65Х6М2ФЗБ и других или из твер­дого сплава марок ВК10, ВК15, ВК20, ВК25 и др. Штампы из твердого сплава используют только при штамповке большого количества листов с внешним диаметром не более 200...250 мм. Такие штампы позволяют вырубать до полного износа примерно в 10 раз больше деталей, чем штампы из инстру­ментальной стали, а стоимость их примерно в 4 раза выше.

Применение твердосплавных штампов экономически целесообразно при изготовлении машин малой мощности для бытовых приборов (стиральных машин, холодильников, вентиляторов и др.), выпуск которых составляет не­сколько миллионов штук в год.

Например, если длина сердечника электрического двигателя составляет около 50 мм, то при использовании электротехнической стали толщиной 0,5 мм полная стойкость одного твердосплавного штампа позволяет штампо­вать листы для 0,5 млн. двигателей.

Твердосплавные штампы можно использовать только при работе на прес­сах, имеющих высокую точность и жесткость и предназначенных специально для штамповки листовой электротехнической стали.

Данные работы штамповочных цехов предприятий показывают, что стой­кость штампов при работе на универсальных прессах составляет 500...600 тыс. штамповок, а на пресс-автоматах 1,0... 1,2 млн. штамповок.

Конструкция рабочего отверстия матрицы и рабочей части пуансона для вырубки и пробивки зависит от толщины штампуемой детали (или заготов­ки), ее формы и размеров, требуемой точности, характера производства и других факторов.

На рис. 3.8 показаны различные формы отверстий матриц и рабочих час­тей пуансонов для вырубки и пробивки.

Матрицы с рабочим отверстием, имеющим призматический поясок (рис. 3.8, д), применяют при штамповке деталей сложной формы или по­вышенной точности. Высота пояска h зависит от толщины заготовки и из­меняется от 3 до 15 мм при соответственном изменении толщины заготовки от 0,5 до 10 мм. Угол конусности провального отверстия составляет 3...5 . Такая форма провального отверстия обеспечивает стабильность размеров штампуемой детали после перезаточки матрицы, однако долговечность матриц невелика. Стенки отверстия испытывают меньшие усилия на раз­рыв, но более интенсивно изнашивается отверстие, так как выштамповка дважды проходит по нему: один раз вниз и один раз вверх.

В матрице последовательного штампа для снижения усилий, направ­ленных на разрыв матрицы стенки рабочей части, отверстия выполняют под углом 8... 10', а его высоту h обычно выполняют равной 8...12 мм Угол конусности провального отверстия сосотавляет 2….3

Рисунок 3.8 - Формы отверстий матриц и рабочих частей пуансонов для вырубки и пробивки *

а - отверстие матрицы с призматическим пояском, б - отверстие матрицы коническое по всей высоте, в - отверстие матрицы призматическое по всей высоте, г - отверстие матрицы с цилиндрическим пояском и уширенным провальным отверстием, д - цилиндрическая форма пуансона, е - пуансон с углублением торцевой части, ж - конусная рабочая часть пуансона, з -пуансон с обратным конусом и коническим выступом

Матрицы с рабочим отверстием конической формы по всей высоте (рис. 3.8, б) применяются для штамповки небольших деталей простой фор­мы и невысокой точности, так как при перезаточке рабочее отверстие матри­цы увеличивается (при сошлифовке на 3 мм размер отверстия увеличивается на 0,1 мм). Угол конусности рабочего отверстия составляет от 15' до 1°, дол­говечность матрицы выше, чем матрицы с рабочим отверстием, изображен­ным на рис. 3.8, а.

Матрицы с рабочим отверстием призматической формы по всей высоте (рис. 3.8, в) применяют при штамповке с обратным выталкиванием детали на поверхность матрицы (в большинстве случаев в штампах совмещенного действия).

Матрицы с рабочим отверстием, имеющим цилиндрический поясок и уширенное провальное отверстие (рис. 3.8, г), применяют для пробивки отверстий диаметром до 40 мм. Высота цилиндрического пояска y должна быть не менее 3 мм. С увеличением толщины штампуемой детали высота пояска увеличивается. Диаметр провального отверстия в матрице на 3 мм больше, чем диаметр рабочего отверстия D_м.

Пуансоны с цилиндрической формой рабочей части (рис. 3.8, д) наибо-лее распространены из-за своей простоты. При диаметре пуансона свыше 50 мм на его торцевой части делается углубление для облегчения перезаточ­ки (рис. 3.8, е). Ширина кольцевой рабочей части пуансона должна быть больше очага пластической деформации, возникающего при вырубке-пробивке. Этому условию соответствует ширина 2...5 мм. Пуансоны с ко­нусной формой рабочей части (рис. 3.8, ж) применяются для пробивки от­верстий в толстом листе (s > 8 мм). Такая форма пуансона позволяет умень­шить усилие съема. Рабочая часть пуансона выполняется слегка конусной с углом наклона образующей от 30' до 1°.

Пуансоны с обратным конусом и коническим выступом (рис. 3.8, з) при­меняются в мелкосерийном производстве, когда необходимо уменьшение усилия проталкивания, и при пробивке отверстий по разметке керном. Вели­чина обратного конуса составляет 1°.

Пробивка отверстий, диаметр которых меньше толщины заготовки, вызы­вает возникновение сжимающих напряжений, превышающих критические, в связи с чем происходит потеря устойчивости, завершающаяся разрушением пуансона. Поэтому основное условие при разработке конструкции штампа для пробивки относительно малых отверстий - обеспечение устойчивости пуансонов. Выполнение этого условия обеспечивается направляющими для пуансонов по всей их длине в виде телескопических втулок, набора штифтов или шайб.