11 Холодная листовая штамповка
В качестве заготовки при листовой штамповке используют полученные прокаткой лист, полосу или ленту, свернутую в рулон. Толщина заготовки для холодной штамповке обычно не более 10 мм. и лишь в сравнительно редких случаях- более 20 мм. Детали из заготовок толщиной более20мм штампуют с нагревом до ковочных температур(горячая листовая штамповка), что позволяет значительно уменьшить усилие деформировать по сравнению с холодной штамповкой. Холодная листовая штамповка получила более широкое применение, чем горячая.
Листовой штамповкой изготавливают самые разные плоские и пространственные детали массой от долей грамма (секундная стрелка наручных часов) до десятков килограммов (облицовка автомобилей, самолетов, эллипстические крышки и днища цилиндрических химических аппаратов и т.д.) и размерами, состовляющими несколько метров(олицовка автомобиля, самолета, ракеты).
Для деталей, получаемых листовой штамповкой, характерно то, что толщина их стенок незначительно отличается от толщины исходной заготовки.
Наиболее распространенными металлами и сплавами при листовой штамповке являются низкоуглеродистая сталь, пластичные лигированые стали, медь, латунь, содержащая свыше 60% Сu, алюминий и его сплавы, магниевые сплавы, титан и пр. Также возможно использование неметаллических материалов: кожа, целлулоид, органическое стекло, фетр, текстолит, гитенакс и др.
К преимуществам листовой штамповки относяться возможность получения деталей минимальной массы при заданной их прочности и жесткости.
Различают формоизменяющие операции, в которых заготовка не должна разрушаться в процессе деформирования, и разделительные операции, в которых этап пластического деформирования обязательно завршается разрушением.
При проектировании технологического процесса изготовления деталей листовой штамповкой основной задачей является выбор наиболее рациональных операций и последовательности их применения, позволяющих полугить детали с задаными служебными св-в-и при минимальной себестоимости и хороших условиях труда.
12 Разделительные операции листовой штамповки
Разделительными операциями листовой штамповки являются отрезка, вырубка и пробивка.
Отрезка - отделение части заготовки по незамкнутому контуру на специальных машинах - ножницах и в штампах. Отрезку чаще применяют как заготовительную операцию для разделения листа на полосы заданной ширины. Основными типами ножниц (рис. 12.1) являются ножницы с поступательным (гильотинные) и с вращательным (дисковые) движением режущих кромок.
Рис. 12.1. Схема действия ножниц: а - гильотинных, б - дисковых
У гильотинных ножниц ножи наклонены друг к другу под углом 1 - 5 °, что способствует снижению усилий отрезки. Длина отрезаемой полосы b не должна превышать длины ножей. Зазор между режущими кромками Z должен составляло (0,05...0,03) S где S - толщина листа.
Вырубка и пробивка. Характер деформирования заготовки для этих операций (рис. 12.2) одинаков, отличаются они только назначение. Вырубкой формируют наружный контур, а пробивкой - внутренний контур (выполнение отверстий). При определенной глубине внедрения режущих кромок в заготовку у режущих кромок зарождаются трещины, быстро внедряющиеся в толщину заготовки.
Рис. 12.2. Последовательность деформирования при вырубке (а) и характер среза при нормальном (б) и при малом (в) зазорах
Эти трещины наклонены к оси инструмента под углом 4 - 6 ° . Зазор z. назначается в зависимости от толщины и механических свойств заготовки и приближенно составляет (0,05 ..0,1) S. При более малом зазоре трещины не встречаются и на поверхности среза появляются пояски вторичного среза, ухудшающие ее качество и способствующие разрушению заготовки при ее последующей обработке и при работе детали, а при большем зазоре происходит образование заусенцев в зоне среза материала .
Усилие вырубки и пробивки при параллельных плоских рабочих торцах пуансона и матрицы
P = L S σв
где L - периметр изделия или отверстия:
σв - предел прочности материала заготовки.